溶膠-凝膠法制備稀土摻雜二氧化鈦基質(zhì)納米發(fā)光材料的研究.pdf

1、本文以TiO<,2>為基質(zhì)，以稀土Eu、Dy、Tb為激活劑，采用溶膠.凝膠技術(shù)制備了一系列稀土單摻雜、共摻雜的納米晶發(fā)光材料及發(fā)光薄膜。利用XRD、AFM、PLE和PL光譜等現(xiàn)代分析技術(shù)，對(duì)發(fā)光材料的特征進(jìn)行了表征，研究了材料的發(fā)光性質(zhì)、影響因素及發(fā)光機(jī)理。 1、成功的制備了Eu<'3+>：TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米晶，通過X射線衍射分析，對(duì)不同退火溫度下Eu<'3+>:TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米

2、晶的晶體結(jié)構(gòu)和顆粒大小進(jìn)行了表征，研究了Eu<'3+>摻雜濃度、退火溫度、保溫時(shí)間、原材料及配比等制備工藝對(duì)樣品發(fā)射光譜的影響，結(jié)果表明用468nm光源激發(fā)樣品時(shí)產(chǎn)生了較強(qiáng)的紅光發(fā)射，對(duì)應(yīng)于Eu<'3+>的<'5>D0→<'7>F<,2>超靈敏躍遷：且熒光強(qiáng)度隨著退火溫度和Eu<'3+>摻雜濃度的升高先增強(qiáng)后減弱；700℃退火的樣品紅光發(fā)射強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，退火時(shí)最佳保溫時(shí)間為8h，Eu<'3+>的最佳摻雜濃度為0.8％mol；Al<,3+

3、>的摻入可以提高Eu<'3+>的紅光發(fā)射強(qiáng)度。且當(dāng)Eu摻雜TiO<,2>納米晶在高溫退火時(shí)(700℃以上)出現(xiàn)了Eu<'2+>的442nm與464nm兩個(gè)藍(lán)光發(fā)射肩峰，該發(fā)射峰是Eu<'2+>的4f→5d躍遷發(fā)射引起的。 2、制備了Eu、Dy共摻雜,Eu、Tb共摻雜TiO<,2>-Al<,2>O<,3>納米晶，在950℃退火下，共摻樣品中Eu<'2+>的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度明顯比單摻樣品強(qiáng)，這是因?yàn)樵诠矒綐悠分邪l(fā)生了Dy<'3+>→Eu

4、<'2+>的能量傳遞與Tb<'3+>→Eu<'3+>的電子轉(zhuǎn)移，并且在共摻樣品中Tb<'3+>與Dy<'3+>的最佳濃度分別為0.3％mol和0.2％mol。 3、用溶膠-凝膠法成功制備了Eu<'3+>∶TiO<,2>-Al<,2>O<,3>紅光發(fā)光薄膜，通過AFM對(duì)不同退火溫度下1.0％Eu∶TiO<,2>-Al<,2>O<,3>薄膜樣品的表面形貌進(jìn)行表征，研究了制備工藝條件對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響，結(jié)果表明當(dāng)薄膜厚度從11層變化到1

5、9層時(shí)Eu<'3+>的紅光發(fā)射強(qiáng)度隨薄厚度的增加而增強(qiáng)，但薄膜厚度超過19層時(shí)紅光發(fā)射強(qiáng)度開始減弱。且Eu<'3+>的紅光發(fā)射強(qiáng)度隨Eu<'3+>摻雜濃度的增加先增強(qiáng)后減弱，最佳摻雜濃度為1.0％，最佳退火溫度為800℃。 4、制備了Eu、Tb共摻雜TiO<,2>基質(zhì)雙摻稀土藍(lán)光發(fā)光薄膜，Eu、Tb共摻樣品Eu<'2+>的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度明顯比Eu單摻樣品強(qiáng)，950℃退火樣品的發(fā)射光譜中Eu<'2+>、Eu<'3+>兩種離子共同存在