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稀土离子掺杂发光玻璃陶瓷在光通讯、白光LED照明、固态三维显示、太阳能电池等方面具有重要的应用前景。玻璃陶瓷的发光性能主要取决于晶相基质和显微结构，为了获得透明性好、发光效率高的发光玻璃陶瓷，本论文选择合适的氟化物基质，采用熔体急冷法合成了稀土掺杂的含CeF3、GdF3、BaYF5纳米晶的透明玻璃陶瓷，并成功将稀土离子掺入到氟化物纳米晶粒中。通过热分析、X射线粉末衍射、高分辨透射电子显微镜、吸收光谱和荧光光谱等技术系统的研究了材料的显微结构和光谱特性。
对于CeF3玻璃陶瓷体系，所有样品在980nm激发下都没检测到上转换发光，通过引进同结构的β-YF3体系玻璃陶瓷进行对比，系统研究了CeF3体系玻璃陶瓷中Ce3+与Er3+离子的相互作用对Er3+离子上转换和红外发光的影响。对Er3+/Yb3+共掺的玻璃陶瓷，随着Yb3+浓度的增加，通过Yb3+到Er3+的有效能量传递，Er3+离子1．53μm发光强度可达到单掺样品的23倍。通过计算EDFA材料的主要参数，发现当前玻璃陶瓷中Er3+离子具有相当于硅基玻璃的受激发射截而以及类似于ZBLAN玻璃的带宽，是有重大应用潜质的EDFA基质材料。
对于GdF3玻璃陶瓷体系，EDS与光谱研究证明稀土离子进入到六方的GdF3纳米晶，在此基础上，我们研究了Gd3+到Tb3+与Dy3+的能量传递过程，并且在273nm激发下，Tb3+离子掺杂的玻璃陶瓷实现了强烈的绿光发射；在350 nm激发下，Dy3+离子掺杂的玻璃陶瓷产生强烈的白光，这是由于By3+：4F9/2→6H13/2属超敏跃迁，在晶场环境下其发光被抑制，导致黄蓝发光强度配比正好处于白光区域。
对于BaYF5玻璃陶瓷体系，由于Yb3+到Ho3+的有效能量传递，玻璃陶瓷在976nm激光泵浦下，产生强烈的上转换发光，其中心分别位于483 nm，545 nm和645 nm，其中，绿光发射非常强，而前驱玻璃红光发射反而强于绿光，这是因为晶化后稀土离子进入低声子能量的BaYF5纳米晶粒中，HO3+离子中间亚稳态能级寿命增加，非辐射弛豫降低。