Fe3+掺杂KLaF4:Er3+/Yb3+纳米晶上转换性能研究
2020-04-17胡飞扬周海芳
廊坊师范学院学报(自然科学版) 2020年1期
胡飞扬,周海芳
(福州大学,福建 福州 350000)
0 引言
稀土上转换发光因其泵浦过程无需相位匹配、荧光寿命较长且具有高激发效率与化学稳定性等优点,在太阳能电池的能谱转换、生物医学、光的储存与催化和发光器件等领域有着广阔的应用前景[1-3]。氟化物是声子能量低且稳定性好的上转换发光基质材料[4-5],KLaF4与目前发光效率最强之一的NaYF4具有相似的结构,同时具有更低的声子能量,因此具有良好的研究前景[6-7]。近年来,国内外课题组对KLaF4的制备方法以及上转换性能的提升做了一定的研究,R.Nagarajan等人[8-9]利用溶剂热法分别制备出了Er3+和Eu3+离子掺杂的六方相KLaF4,并研究了其上转换发光性能。中科院物构所的Rui Liu 等人[10]采用改进的热分解法分别制备了Tm3+、Ho3+和Er3+等稀土离子掺杂的单分散KLaF4纳米晶,并通过配体交换法将其由油溶性纳米晶改变为水溶性纳米晶,得到了较强的上转换发光性能。
由于三价稀土离子存在着吸收截面小与激发谱带较窄的共性问题,使上转换发光的效率往往不够理想,制约了其实际应用[11]。为了解决以上问题,国内外的课题组做了一系列研究,目前常用的荧光增强方法有核壳结构、表面修饰、表面等离子体共振和离子掺杂等方法。而金属离子掺杂是最常用且有效的方法之一[12-14]。稀土离子的上转换发光强度主要取决于电子跃迁的几率,而电子跃迁几率可随着稀土离子的局域晶场破坏而大大提升[15-16]。因此,通过掺杂金属离子来改变上转换材料的局部晶场是提高上转换发光强度的重要手段之一。……
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