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稀土掺杂材料在许多领域都发挥了重要的作用,包括在工业、能源、军事等领域的广泛应用。特别是在光学领域,稀土掺杂材料已被应用在发光二极管、激光器、放大器等光学元器件中。本文中,主要研究了稀土掺杂纳米粉末的制备工艺,分析了下转换光致发光机制。具体内容有: 首先,采用高温固相反应法制备了系列Tb3+,Ce3+∶CaSrSiO4纳米粉末。用透射电子显微镜、X射线衍射仪和电子衍射仪,对样品的材料特性,包括晶体结构和表面形貌,进行了系统表征;用荧光光度计研究了样品在285 nm激发下的下转换光致发光机制。结果显示:未掺稀土和掺杂后的硅酸锶钙纳米粉末,晶体结构和形貌未发现明显变化,但透射电镜显示单掺Tb3+离子的样品存在大量纳米线结构。单掺Tb3+离子样品,能够得到380(紫外光),488(蓝光),544(绿光)和625 nm(红光)等四个强的发射峰,分别对应于Tb3+离子能级的5D3→7F6,5D4→7F6,5D4→7F5和5D4→7F3间的跃迁。在Tb3+离子和Ce3+离子共掺样品中,Ce3+离子的5Db和5D。能级向Tb3+离子5D1能级传递了能量,增加了Tb3+离子的光致发光强度。CIE1931计算结果显示稀土离子的掺杂浓度不同,显色性也不一致。然而,对于0.1 mol%Tb3+-0.6 mol%Ce3+∶CaSrSiO4的共掺样品,在285nm紫外激发下,能够获得强的白光发射。 其次,采用相似制备工艺得到系列Tb3+,Ce3+∶CaSnO3纳米粉末。同样进行了材料特性的表征,以及光致发光特性分析。结果表明:在264 nm的紫外激发下,单掺Tb3+离子的样品,在491,545,588和624 nm观测到四个强发射峰。Tb3+和Ce3+在锡酸钙基质材料中呈现了与硅酸锶钙基质中相反的能量传递过程,即能量由Tb3+离子传递给了Ce3+离子。 最后,采用二次烧结法制备了Tb3+,Ce3+∶CdSiO3系列玻璃,并利用氙灯的377 nm作为泵浦光源,测量了室温下的光致发光谱,同时也采用了325 nm He/Cd激光器作为抽运源,测量了光致发光特性随温度(290-10 K)的变化。结果显示,随着温度的不断降低,样品的光致发光强度明显增强。原因在于温度越低,样品的声子能量越低,导致了光致发光效率得到明显改善。