GdPO4中掺Pr3+，Eu3+或Tb3+的能量传递及真空紫外荧光性质研究

论文摘要

为适应等离子体平板显示和无汞荧光灯技术的发展,探寻新型真空紫外光激发下量子剪裁材料成为研究高效发光材料的新途径。另外,同步辐射等真空紫外实验手段的发展也为人们研究稀土离子高能激发态提供了实验基础。本文选择GdPO4作为基质,测量了多种稀土离子在同步辐射光源下的激发谱和发射谱,并从能量传递和量子剪裁的角度对他们的光谱进行了详细的分析。本论文主要做了以下工作：1.研究了Pr3+和Eu3+掺杂的在真空紫外区的基质吸收带的激发特征,这包括Pr3+在GdPO4基质中的4fn-15d吸收特征以及O2-和Eu3+的电荷转移带。Pr3+在GdPO4中的4f5d吸收带位于170nm-220nm范围内,而O2-和Eu3+的电荷转移带位于200nm-270nm范围内；研究了Pr3+和Gd3+, Gd3+和Eu3+之间的能量传递机制。在GdPO4基质中,Pr3+高效的敏化Gd3+,几乎可以把全部能量传递给Gd3+；同时Gd3+可以把大部分能量有效地传递给Eu3+使Eu3+从5D0向下跃迁发射590nm,610nm,650nm,700nm为主的若干特征峰。2.研究了Tb3+掺杂在不同的磷酸盐中时,在真空紫外区的基质吸收带的激发特征。并比较了Tb3+在GdPO4基质中和掺杂在其他磷酸盐基质中激发和发射光谱的不同,并详细讨论了Tb3+在GdPO4基质中具体的发光机制。

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致谢

中文摘要

ABSTRACT

1 引言

1.1 稀土材料的应用

1.1.1 稀土材料的广泛应用

1.1.2 稀土材料的发光效用

1.2 PDP的研究进展

1.3 本论文的研究工作

2 发光概述

2.1 稀土离子的f-f跃迁,f-d跃迁和电荷迁移带

2.2 位形坐标

2.3 能量传递

2.4 量子剪裁

3 实验方法

3.1 合成方法

3.2 发光材料的合成

3.2.1 实验器材和实验原材料

3.2.2 共沉淀法合成稀土掺杂磷酸盐系列样品

3.2.3 高温固相法合成稀土掺杂磷酸盐系列样品

3.3 样品的测试与表征方法

3.3.1 XRD测试

3.3.2 荧光光谱的测试

3+,Eu³⁺的VUV性质'>4 GdP04中共掺Pr³⁺,Eu³⁺的VUV性质

4.1 磷酸盐基质

4.2 物相分析

4.3 光谱分析

4中共掺Pr³⁺,Eu³⁺的真空紫外能级和跃迁性质'>4.3.1 GdPO₄中共掺Pr³⁺,Eu³⁺的真空紫外能级和跃迁性质

4中共掺Pr³⁺,Eu³⁺的真空紫外能级和跃迁性质'>4.3.2 YPO₄中共掺Pr³⁺,Eu³⁺的真空紫外能级和跃迁性质

4.4 本章小结

3+离子在磷酸盐基质中的VUV性质'>5 Tb³⁺离子在磷酸盐基质中的VUV性质

3+离子的发光性质'>5.1 Tb³⁺离子的发光性质

5.2 物相分析

5.3 光谱分析

4:1%Tb³⁺的发射光谱和激发光谱'>5.3.1 GdPO₄:1%Tb³⁺的发射光谱和激发光谱

3+发光在不同磷酸盐中的发光性质的比较'>5.3.2 Tb³⁺发光在不同磷酸盐中的发光性质的比较

3+的发光机制'>5.3.3 Tb³⁺的发光机制

5.4 本章小结

6.总结

参考文献

作者简历

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