稀土掺杂包含镓酸盐、铝酸盐和硅酸盐纳米晶玻璃陶瓷的合成与发光性质

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本文通过溶胶凝胶法分别制备了包含MgB2O4（B=Ga, Al）和Sr2SiO4纳米晶的MgO-Ga2O3-SiO2，MgO-Al2O3-SiO2、SrO-Al2O3-SiO2玻璃陶瓷。通过对玻璃组成，热处理条件，掺杂离子种类或浓度等条件的改变实现对玻璃陶瓷发光性质的调控，调制其发光特性实现高效发射。对影响样品微结构和荧光性质的因素，包括基质的组成，样品的热处理温度，稀土元素的种类和掺杂量等做了系统的研究和剖析。
　　本研究主要内容包括：⑴通过对样品进行结构和荧光性质的分析，研究了样品中MgO-Ga2O3， MgO-Al2O3和 SrO含量的改变，对玻璃陶瓷的结构和发光性质的影响。结果表明，随着样品组分中 MgO，SrO，Ga2O3，Al2O3含量的增加，同一退火温度，在玻璃基质中更有利于MgGa2O4，MgAl2O4和Sr2SiO4纳米晶析出。对比不同组分的玻璃陶瓷荧光性质，发现增加MgO-Ga2O3，MgO-Al2O3，SrO的含量能有效提高样品的发光强度。⑵在不改变样品组分的条件下，通过对样品进行不同温度下退火处理，研究了温度对玻璃陶瓷结构及发光性能的影响。随着温度的升高，观察到MgGa2O4，MgAl2O4、Sr2SiO4纳米晶尺寸逐渐增大，最终导致晶粒的聚集。样品的荧光发射强度随着热处理温度升高逐渐增强，随着温度进一步升高，荧光强度有所减弱。表明温度对玻璃陶瓷的结构和发光性能有较大影响。⑶通过在样品中掺杂不同种类及含量的稀土离子，观察稀土离子对玻璃陶瓷的结构和发光性能的影响，结果表明少量稀土离子的掺杂并不改变基质晶体的结构。在掺杂Eu3+/Dy3+的样品中，发射光谱中观察到明显的来源于Eu3+的5D0-7Fj(j=0,1,2,3,4)跃迁的特征发射峰，而在480 nm，580 nm和665 nm处的发射峰则来自于Dy3+离子，表明Eu3+/Dy3+离子掺杂的玻璃陶瓷具有应用于白光LED领域的潜在可能。在共掺杂Er3+/Yb3+的样品中观察到从Yb3+到Er3+的能量传递，且随着Yb3+含量增加，Er3+的发光强度逐渐增强，同时研究证实了Er3+/Yb3+体系中双光子上转换过程。

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作者
孙家驹;
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作者单位

南昌大学;

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授予单位南昌大学;
学科材料科学与工程
授予学位硕士
导师姓名于立新;
年度 2016
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类基础理论;
关键词
玻璃陶瓷; 纳米晶体; 稀土离子; 溶胶凝胶法;

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