稀土双掺钨酸钙多晶的上转换稳态光谱分析1

详细资料: 分类：钨业知识; 发布于 2015年7月22日星期三 14:48; 作者：xinyi; 点击数：1259

以下为稀土双掺钨酸钙Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶的上转换稳态光谱的分析。

在980nm光源激发下，对Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺样品进行上转换稳态光谱测试，测试范围500~750nm，测试结果如图1所示。

由图1可以看出，Zn_0.1Ca_0.9WO₄：Ho³⁺/Yb³⁺多晶在545nm处有明显的绿光发射峰，这个波长的绿光发射对应Ho³⁺离子的⁵S₂,⁵F₄→⁵I₈能级跃迁。在659nm处出现了比绿光强度稍大的红光发射峰，这个波长的红光发射峰对应于Ho³⁺离子的⁵F₅→⁵I₈能级跃迁。掺杂的Ho3+由于受到基质晶体场的作用而发生能级劈裂，因此绿光和红光发射峰均出现劈裂的现象。

由于Ho³⁺离子的能级不能直接吸收980nm激发波长传递的能量，需要通过Yb³⁺离子的敏化作用传递能量，从而实现能级跃迁，因此Ho³⁺离子和Yb³⁺离子的比例直接影响上转换发光强度。测试样品固定Yb³⁺离子浓度为4mol％不变，逐渐增大Ho³⁺离子的浓度。由图中可以看出，随着Ho³⁺离子浓度的增加，绿光和红光的发光强度均增大。当Ho³⁺离子浓度为0.4mol%时，绿光和红光发光强度均达到最大值，此后再增加Ho³⁺离子浓度，发光强度逐渐减小。这是由于当Ho³⁺离子浓度较小时，Yb³⁺离子相对于Ho³⁺离子浓度较大，很多Yb³⁺离子没有被充分利用且Yb³⁺离子间距离较小，两个相邻的Yb³⁺离子组成一对，发生合作敏化作用，能量传递效率降低，因此发光较弱。当Ho³⁺离子浓度过大时，Yb³⁺离子传递给每个Ho³⁺离子的平均能量减少，很难发生能级跃迁，因此上转换发光强度减弱。当Ho³⁺离子和Yb³⁺离子浓度比为1：10时，上转换发光强度最强。