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溶胶-凝胶法制备二氧化钛及其上转换发光研究

2011-06-08俞泽民夏霏霏范叶霞

哈尔滨商业大学学报(自然科学版) 2011年5期

俞泽民,夏霏霏,范叶霞,侯 俊

(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨 150040)

上转换材料主要是掺稀土元素的固体化合物,利用稀土元素的亚稳态能级特性,可以吸收多个低能量的长波辐射,经过光子加和后发出高能的短波辐射,从而可使人眼看不见的红外光变为可见光[1].由于纳米上转换发光材料不仅具备了纳米材料特殊的物理化学性质,而且还具有上转换材料独特的发光性质[2-3],这就使其在许多新的领域有着巨大的潜在应用前景,如上转换在医学探测和编码、人体内部疾病光动力治疗、开发连续短波长激光器[4]、立体成像[5]、显示等方面都有美好的应用前景,极具开发和应用价值[6].因此,对纳米上转换发光材料的实验和理论的研究便成为目前高新材料的研究热点[7].

由于二氧化钛本身无毒、具有高折射率、化学性质稳定及对环境无污染等特点,并且其声子能量较低,这些优异的性能使TiO2除了在电子传感器、光催化剂和光学薄膜等领域具有十分广泛的用途外,在上转换发光材料中也将具有很大的应用潜力.稀土离子掺杂的纳米TiO2可以通过上转换发光的途径增加TiO2对可见光的利用率,从而实现TiO2在可见光和近红外范围的光催化氧化杀菌作用.本文采用溶胶-凝胶法制备了Ho3+/Yb3+掺杂TiO2纳米粉粉体,对样品的相结构和微观形貌进行了分析,研究并讨论了在980 nm激光泵浦下,Ho3+质量分数对上转换发光性质的影响以及Yb3+对Ho3+上转换发光的……

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