【摘 要】
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稀土离子掺杂的上转换发光材料,由于其发光效率高、色纯度好,在全色域显示器件、固体激光器、钙钛矿太阳能电池、生物医疗、光信息存储等诸多领域都有广阔的应用前景,是当前光电子材料研究的一个热点。本文对稀土离子掺杂的钨钼酸盐发光材料进行了系统研究。针对稀土离子的掺杂方法、掺杂量、掺杂比例以及材料合成温度、测试温度,基质中阳离子种类等做了研究分析。通过X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射
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稀土离子掺杂的上转换发光材料,由于其发光效率高、色纯度好,在全色域显示器件、固体激光器、钙钛矿太阳能电池、生物医疗、光信息存储等诸多领域都有广阔的应用前景,是当前光电子材料研究的一个热点。本文对稀土离子掺杂的钨钼酸盐发光材料进行了系统研究。针对稀土离子的掺杂方法、掺杂量、掺杂比例以及材料合成温度、测试温度,基质中阳离子种类等做了研究分析。通过X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、吸收光谱、发射光谱、量子产率、荧光寿命等测试对制备的上转换发光材料形貌、尺寸、结构、发光性能、效率进行分析。主要研究内容和结果如下:（1）以SrGd2（WO4）2（MoO4）2为基质材料,采用水热合成法,制备稀土Yb3+离子、稀土Tm3+离子及稀土Ho3+离子掺杂的上转换发光材料。研究不同稀土离子掺杂量,掺杂比例对上转换发光性能的影响。研究发现,CYb3+/CTm3+/CHo3+=10:1.5:2时,样品的发光强度最强,CIE色度图显示,样品发出的光,接近标准白光。发射光谱中,477nm处的发射峰对应Tm3+离子的1G4→3H6跃迁,651 nm处的发射峰对应Tm3+离子的1G4→3F4跃迁及Ho3+离子的5F5→5I8跃迁。543 nm处的发射峰对应Ho3+离子的5F4→5I8跃迁。发光强度与泵浦功率的双对数曲线表明,477 nm的蓝光发射属于三光子发射过程,543 nm及651 nm的绿光及红光发射属于双光子发射过程。（2）以SrGd2（WO4）2（MoO4）2为基质材料,采用水热合成法,制备稀土Yb3+离子及稀土Ho3+离子掺杂的上转换发光材料。研究不同稀土离子掺杂量,掺杂比例对样品上转换发光性能的影响。研究发现,在Yb3+/Ho3+离子双掺,且Yb3+/Ho3+=6:1.5时,样品的发光强度最强,CIE色度图显示,样品所发出的光,接近标准绿光。发射光谱中,545 nm处的发射峰对应Ho3+离子的5F4→5I8跃迁,651 nm处的发射峰对应Ho3+离子的5F5→5I8跃迁。发光强度与泵浦功率的双对数曲线表明,545 nm及651 nm的绿光及红光发射属于双光子发射过程。（3）采用水热合成法,以Ba Gd2（WO4）2（MoO4）2为基质材料制备稀土Yb3+离子及稀土Tm3+离子掺杂的上转换发光材料。通过改变稀土离子掺杂量及掺杂比例,对该上转换发光材料的发光特性进行研究。研究发现,CYb3+/CTm3+=4:1时,样品的发光强度最强,CIE色度图显示,样品所发出的光,接近标准蓝光。发射光谱中,475 nm处的发射峰对应Tm3+离子的1G4→3H6跃迁,650 nm处的发射峰对应Tm3+离子的1G4→3F4跃迁。发光强度与泵浦功率的双对数曲线表明,475 nm的蓝光发射属于三光子发射过程,650 nm的红光发射属于双光子发射过程。（4）以Ba MoO4为基质材料,采用水热合成法,制备稀土Yb3+离子及稀土Tm3+离子掺杂的上转换发光材料。对部分Ba MoO4:Yb3+/Tm3+纳米晶体样品进行高温再结晶,研究不同合成温度样品上转换发光性能的变化情况,以及所有样品在不同测试温度下的上转换发光性能。研究发现,所有样品在不同测试温度条件下,上转换发光性能均明显波动。随着测试温度的升高,所有样品发光性能均明显降低。但经过高温再结晶处理后的样品,在相同测试温度下,与未经高温再结晶处理的样品相比,其上转换发光性能会得到明显提升。其中,再结晶温度增高到743 K时,样品发光性能及变温条件下的热稳定性能最强,但再结晶温度继续增高（﹥743 K）将导致晶粒尺寸明显变大。
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