Er:Sr_(5)(PO_(4))_(3)F透明陶瓷的制备和上转换光学性能

作     者：刘鑫纹 梅炳初 谭国龙 LIU Xinwen;MEI Bingchu;TAN Guolong

作者机构：武汉理工大学材料学院材料复合新技术国家重点实验室武汉430000 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年第52卷第3期

页      面：874-881页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51972245) 

主　　题：铒离子掺杂氟磷酸锶 上转换性能 光学性能 透明陶瓷 

摘      要：随着激光二极管朝着小型化和高度集成化目标的不断发展,包括Sr_(5)(PO_(4))_(3)F (S-FAP)在内的一些热管理性能一般的晶体材料开始重新进入研究者的视野。本研究采用共沉淀法合成了2%(摩尔分数) Er^(3+):S-FAP多晶纳米粉体,通过热压烧结合成出光学性能优异的Er:S-FAP透明陶瓷,并对Er:S-FAP多晶纳米粉体和透明陶瓷进行了表征。结果表明:2%Er^(3+):S-FAP粉体和陶瓷的物相结构都符合六方晶系氟磷灰石结构,没有观察到异常杂质峰。2%Er^(3+):S-FAP粉体整体呈现出分散性优良的短棒状外观,其平均晶粒尺寸为(19.10±1.6) nm。对应陶瓷的平均晶粒尺寸为386.6±20.8 nm,断面和表面微观结构都呈现出均匀致密的特征。2%Er^(3+):S-FAP透明陶瓷在500 nm和1 000 nm波长处的线性光学透过率分别达到了66.14%和84.41%。Er^(3+)在S-FAP陶瓷中的主要的发射峰位于550 nm和661 nm,分别对应绿色光和红色光的发射,红绿光的上转换发光是由双光子吸收过程决定,最后陶瓷在550 nm波长位置的荧光寿命为2.1μs。