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高激发功率密度与真空条件下的特殊上转换发光过程

         
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一、研究摘要 通常上转换研究主要集中讨论稀土离子的f-f 跃迁机制中，如何改进优化低声子基质材料的问题，其发光颜色调配由多组分掺杂来实现。该项目的创新性在于获得由d组态、激子及电荷迁移带跃迁形成的，选择定则允许的非f-f跃迁型上转换发光过程，并探讨其中特殊的上转换机制。通过高激发功率密度与真空条件，实验上观测到了高效率连续上转换白光和多种颜色的宽谱带上转换发射，并且色度可通过真空度、激发功率密度及掺杂浓度来连续调控。实验上确定反斯托克斯光谱中包含有电荷迁移带上转换发光，并在国际上率先报道了这一原创性成果。通过光电导测量、阴极射线激发、多光子过程拟合、掺杂浓度与交叉弛豫分析等实验手段，验证了在真空与高激发功率密度红外激发的条件下，稀土离子的基态电子可以通过多光子带隙激发过程由基态到达导带。这种激发发射机制不同于已知的上转换形式，其激发过程始于稀土离子基态，经多光子过程到达导带；由导带开始的电子退激发过程导致了起源于电荷迁移态、带间能级辐射跃迁、激子复合等发光过程，再加上光致黑体热辐射，形成了多种发光起源的混合反斯托克斯发射。可见发光机制是掺杂离子（激发态过程）与基质（带隙激发）体系的整体协同激发发射过程，分立发光与复合发光的所有发光机制，几乎都能在这类特殊的上转换激发发射过程中找到其原型。

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