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纳米材料本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和量子隧道效应等特征。受这些结构特性的影响,纳米材料表现出许多奇特的物理和化学特性,而光谱和荧光性能是其中很重要的方面。
本论文采用微波辅助的水热法制备了一系列发光纳米材料,包括YVO4:Ln3+和YPxV1-xO4:Ln3+纳米粒子(Ln=Eu,Sm,Dy),LaPO4:Ce3+,LaPO4:Tb3+,LaPO4:Ce3+,Tb3+纳米棒和纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对合成材料的结构、形貌、组成进行了表征,用荧光光谱等手段测试其发光性质。
所得到的 YP0.8V0.2O4:Ln3+(Ln=Eu,Sm,Dy)纳米粒子产物为单一物相,粒径均匀,尺寸在10~20 nm之间。在紫外线激发下,因为VO43-间能量传递被PO43-阻断,VO43-本身表现出452nm附近的宽带发射。同时,Ln3+发光中心接受来自VO43-的高效能量传递,样品分别表现出相应稀土离子的特征发射。这两种发光间存在竞争关系,当Ln3+浓度达到5%以上时 VO43-自身发射接近消失。通过改变掺杂稀土离子的浓度可以调节材料的发光颜色。
在紫外激发下,LaPO4:0.2Ce3+的发射光谱以Ce3+的5d-4f跃迁为主,LaPO4:0.15Tb3+的发射光谱以Tb3+的5D4-7F5的绿光发射为主。由于在LaPO4:0.2Ce3+,0.15Tb3+中存在Ce3+向Tb3+的能量传递,所以激发Ce3+的5d-4f吸收带得到的发射光谱既包括Ces+的发射又包括了Tb3+的发射,并以Tb3+的5D4-7F5的绿光发射为主。