Zn2+掺杂NaAlSiO4:Er3+, Yb3+微晶玻璃制备及上转换发光性能*
2021-06-07邵金株王觅堂柳召刚胡艳宏吴锦绣冯福山
功能材料 2021年5期
邵金株,王觅堂,2 ,柳召刚,胡艳宏,吴锦绣,冯福山
(1. 内蒙古科技大学 材料与冶金学院,内蒙古 包头 014010;2. 上海理工大学 材料科学与工程学院,上海 200093)
0 引 言
铝硅酸盐玻璃具有良好的热稳定性和化学稳定性,是一种重要的发光基质材料[1]。上转换发光是指将两个或者两个以上的低能量光子转换成一个高能量光子的过程,从而实现将红外光转换为可见光甚至是紫外光[1]。多种稀土离子单掺或者双掺铝硅酸盐玻璃可以制备得到性能稳定稀土发光材料,在屏幕显示、太阳能电池以及生物荧光标记等领域有着潜在的应用价值,得到了科研人员的广泛关注[2-4]。
研究较多的稀土元素是Er元素,Er3+具有丰富的能级结构和光谱特性,在激光器、光电一体化等领域有着重要应用。当Er3+受到980 nm的光激发吸收泵浦光的能量后,由基态跃迁到较高能级,粒子通过非辐射跃迁的形式由泵浦态弛豫到亚稳态,因为Er3+在亚稳态有较长的寿命,能量会逐步进行累积。Yb3+吸收截面要远大于Er3+的吸收截面,Yb3+在吸收激发光能量后,跃迁到激发态2F5/2能级。由于Yb离子2F5/2到2F7/2的能级间隔与Er离子4I15/2到4I11/2的能级间隔有很好的匹配,这样Yb3+从能级2F5/2跃迁到2F7/2能级时,可以把能量传递给处于基态的Er3+,并使其跃迁到激发态4I11/2能级,即Yb3+起到了敏化剂的作用[13]。刘秀玲等利用高温固相法分别制得Er3+单掺、Er3+/Yb3+双掺杂上转换发光材料,发现掺杂浓度为0.8%时,样品的发光效果最好,且发光强度与激发光功率的关系表明样品中上转换发光过程为双光子过程[5]。……
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