【摘 要】
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纳米粉体的物理和化学性质随着尺寸的变化发生很大变化，其大额的表面原子数量和特有的量子局限效应使纳米粒子具有了常规大块材料不具备的性能，尤其是光学性能方面。目前上转换
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纳米粉体的物理和化学性质随着尺寸的变化发生很大变化，其大额的表面原子数量和特有的量子局限效应使纳米粒子具有了常规大块材料不具备的性能，尤其是光学性能方面。目前上转换发光材料的一直是一个研究热点，氟化物中的氟化钙(CaF2)由于透光范围宽、折射率低、声子能量低而有利于提高上转换效率，近年来倍受广泛重视。Er3+有丰富的发光能级，非常适合做上转换研究。另外，Yb3+在980 nm附近有大的吸收截面，从Yb3+到Er3+能够进行非常有效的能量传递，利用Yb3+作为敏化剂可以极大地提高Er3+的上转换发光效率。本文采用不同的方法制备Yb3+，Er3+共掺CaF2纳米粉体，系统研究了反应条件对粉体性能的影响并探讨了Yb3+浓度对粉体光学性能的影响，并且利用Judd-Ofelt理论对Er3+的性能在CaF2中的Judd-Ofelt强度系数进行了计算，探讨了共掺的Yb3+对Er3+离子配位场环境的影响。本文主要研究内容、方法和结果如下:
1.本论文首先在水溶液中采用直接沉淀法制备Yb3+，Er3+共掺CaF2纳米粉体，通过X射线衍射仪、场发射扫描电镜、透射电镜、吸收光谱仪和荧光光谱仪等分析手段研究不同的反应溶液浓度对CaF2∶Yb3+，Er3+纳米粉体的结构、形貌、粒径和光学性能的影响。结果表明，当反应溶液浓度为5 mol/L时所得粉体的晶粒最大，粒度最小，发射峰强度最高。
2.通过改进上述工艺，在溶胶干燥之前选择正丁醇作为共沸溶剂进行共沸蒸馏，避免了颗粒硬团聚问题的产生，制备出尺寸较小、粒径分布较窄的CaF2∶Yb3+，Er3+纳米粉体。DSC-TG分析表明，共沸蒸馏干燥所得的粉体没有明显的游离水吸热峰，证明共沸蒸馏法比普通方法有更好的脱水效果。
3.制备了Er3+的摩尔含量为5％，不同Yb3+掺杂浓度的Yb3+，Er3+共掺CaF2纳米粉体，利用Judd-Ofelt理论，计算得到了粉体的Judd-Ofelt强度系数，探讨了Yb3+共掺对CaF2∶Yb3+，Er3+粉体光学性能的影响。结果表明，Ω2，Ω4和Ω6随Yb3+浓度的增加先减小后增大。4I15/2→4G11/2能级跃迁属于超敏感跃迁，其跃迁的光学密度随Yb3+浓度增加先减小后增大，与Ω2的变化规律相同。
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