稀土掺杂氟化物纳米材料的制备及其荧光性质的研究.pdf

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1、Ｋ．ｉ分类号：０４，学校代码：］０６９７密级：公开学号：〗０１２２０５４９ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｉ？士字位ｉ２文ＭＡＳＴＥＲ＇ＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ稀土摻杂氟化物纳米材料的制备及其焚光性盾的研究〔学科名称：光学作者：孙筱指导老师：胡晓云教授西北大学学位评定委员錢二－－０五年西北大学学位论文知识产权声明书本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分

2、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研宄所等机构将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名：Ｍｋ指导教师签名：■ｚ＾＜５／ｏ曰年＞年月（５月曰西北大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同

3、志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名、：初欲＂＂夂工年ｇ月／ｏ日摘要本文主要研宄制备工艺对氟化物纳米材料形貌的影响，以及掺杂稀土离子后，通过稀土离子之间的能量传递关系，将桂太阳能电池不能利用的紫外区域高能光子转换成可吸收利用的近红外光子，解决娃太阳能电池和太阳光谱失配的问题，使太阳能电池的光电转换效率得到提高。３＋３＋ｅＦ－采用微波水热法制备Ｃ３：ｘ％Ｔｂ％Ｙｂ纳米焚光粉ｙ，其形貌主要受到氟源的影响，以ＫＢＦ为氟源制备出的样品为６００ｎｍ圆盘状以ＮＨ４Ｆ为氟源制备出４；３＋＇３＋的样品形貌为杂乱的无规则颗粒

4、。研究Ｃｅ、Ｔｂ＼Ｙｂ三种离子在ＣｅＦ３基质中３＋的发光性质。在２５０ｎｍ紫外光激发下，Ｃｅ离子在２８８ｎｍ和３０２ｎｍ处出现较强３＋的双峰发射，Ｔｂ离子在可见光区域４８０ｎｍ，５４０ｎｍ，５８０ｎｍ，６２０ｎｍ处出现特３＋Ｙｂ征发射峰，离子在位于近红外Ｋ）００ｎｍ区域有特征发射峰。对比＋＋＋３３３３＋３＋ＣｅＦ－３：ｘ％Ｔｂｙ％Ｙｂ和ＣｅＦ：％Ｙｂ荧光粉，在加入少量Ｔｂ离子后，Ｙｂ；ｙ离子３＋３＋一Ｙｂ的近红外发光有明显的增强：ｅ、，其能量主要来自两方面部分来自Ｃ之一３＋３３＋间直接的能量传递另部分来自Ｃｅ、Ｔｂ、Ｙｂ三种离子逐级能量传递。

5、；采用水热法制备ＣａＦ２空心微球，通过改变反应过程中的条件，可以调控样品的形貌。改变络合剂ＥＤＴＡ的含量，样品由无规则颗粒状逐渐变为规则的空心球体；反应溶液ｐＨ值从３变化到８，制备出的样品颗粒尺寸由１００ｎｍ增大到９００ｎｍ，＝并且变为实心颗粒。最终确定出实验条件，：水热温度为１６（ｒＣ溶液ｐＨ６，水热ＮＮＮ＝时间为５ｈ，氟源选择ａＢＦ４，ｃａＮ０３２：ＥＤＴＡｌ：１．７。（）对于不同稀土离子掺杂ＣａＦ２空心微球的发光性能进行分析和表征，得到以下３＋３＋结果：在ＣａＦ２空心微球中掺杂Ｃｅ、Ｙｂ离子后，有非常明显的近红外量子剪裁３＋３＋１Ｙｂｅ现象，在

6、０００ｎｍ处出现比较强烈的离子的特征发射峰，其能量来自于Ｃ３＋３＋３＋ＴｂＹｂ离子对它的传递。但在Ｃｅ、、三掺杂时，样品近红外发光强度反而下３＋３＋，降，这主要是由于在ＣａＦ２基质中Ｃｅ离子将自身有限的能量分别传递给Ｔｂ３＋３＋＋３＋一３＋３离子和Ｙｂ离子，Ｃｅ、Ｔｂ离子之间的能量传递属于级共振传递，Ｃｅ、Ｙｂ３＋３＋离子之间的能量传递属于二级合作下转换，因此Ｔｂ离子吸收Ｃｅ离子的能量远３＋离子３＋远超过Ｙｂ，使得Ｙｂ离子的发光强度下降。通过紫外可见吸收光谱的表征，ｉ在３（）０ｎｍ处对光的吸收最强，正好与样品的激发谱线吻合。关键词：水热法，氟化物，近红外量子剪裁

7、，能量传递，空心微球ｉｉＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｉｓｐａｅｒｍａｉｎｌｙｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｏｎｔｈｅｆｌｕｏｒｉｄｅｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓｗｈｉｃｈｈａｓｔｈｅｐｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｅｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｍｉｓｍａｔｃｈｐｒｏｂｌｅｍｂｅｔｗｅｅｎｓｉｌｉｃｏｎｓｏｌａｒｃｅｌｌｓ