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温度对电荷迁移带的影响规律及高精度荧光测温策略

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温度对电荷迁移带的影响规律及高精度荧光测温策略

作者：孙丹哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

荧光测温法实现了非接触式实时探测,可支持对较复杂环境、快速移动目标或无法直接接触的对象进行测温,其中荧光强度比测温方法由于受外界干扰小、抗激发功率强、空间分辨率好、响应迅速、能够测量小物体等优点一直受到人们的广泛关注,... 详细信息

荧光测温法实现了非接触式实时探测,可支持对较复杂环境、快速移动目标或无法直接接触的对象进行测温,其中荧光强度比测温方法由于受外界干扰小、抗激发功率强、空间分辨率好、响应迅速、能够测量小物体等优点一直受到人们的广泛关注,并且在许多领域都具有十分重要的应用,例如荧光显微镜、纳米测温、光动力疗法、光遗传学、癌症组织热疗、安全油墨、光电转换器、和三维体积显示器等等。然而现阶段已发现的光学温度计的相对灵敏度以及测温精度都较低,本论文致力于利用部分含氧酸盐中所出现的电荷迁移带设计一种既具有高相对灵敏度又具有高测温精度的测温策略。研究了三组掺杂浓度的Ca Mo O:RE样品,掺杂浓度为1%,5%,10%;掺杂稀土包含六种:Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er。并测量了各自常温下的变浓度荧光光谱以及变浓度激发光谱。将六种不同的稀土元素掺杂入同一种钼酸盐中,当所有测量光路以及测量条件均相同时,每个样品的信噪比略有不同,其中电荷迁移带和稀土的相对强度也随着浓度发生改变。基于常温激发光谱对不同稀土掺杂样品的最优掺杂浓度进行研究,并确定了后续研究样品的掺杂浓度。此外,观察样品变浓度激发光谱,在误差允许的范围内,将不同浓度的一种稀土掺杂入同种钼酸盐中,所测的激发谱中CTB峰位保持不变,解释了电荷迁移带形成机制。研究了温度对Ca Mo O、YVO基质中CTB的影响,将六种稀土掺杂入基质中观察样品温度在303～783 K范围内的变温激发光谱,两种基质中CTB对于温度的依赖关系正好相反具有一增一减的特性,考虑到基于混合离子的荧光强度比测温法的相对灵敏度的定义,这样一组对温度具有相反特性的样品正适合作为测温的混合材料。研究了所制备的YVO:Eu和Ca Mo O:Er的混合材料在380 nm激发下的变温荧光光谱,利用光纤光谱仪以及Labview电脑软件进行测量光谱,并对混合荧光材料的相对灵敏度和测温精度进行研究。所制荧光材料的实际相对灵敏度与利用激发光谱理论计算的相对灵敏度基本一致,本论文的研究为选择基于混合材料的荧光强度比测温法的测温材料提供了新思路,且在宽温度范围内具有高测温精度及高相对灵敏度。

关键词：荧光强度比测温稀土元素电荷迁移带测温精度

纳米Gd_2O_3中两种格位Eu^(3+)的电荷迁移态激发跃迁

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发光学报 2004年第2期25卷 193-196页

作者：刘春旭张家骅吕少哲刘俊业花景田中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室吉林长春130033 长春职业技术学院吉林长春130021

观测了粒径分别为15,23,135 nm的立方相Gd_2O_3:Eu^(3+)的选择激发光谱、发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米Gd_2O_3:Eu^(3+)的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实... 详细信息

观测了粒径分别为15,23,135 nm的立方相Gd_2O_3:Eu^(3+)的选择激发光谱、发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米Gd_2O_3:Eu^(3+)的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光谱中位置相一致。通过电荷迁移带不同位置的选择激发光谱可以分辨出立方相Gd_2O_3:Eu^(3+)中C_2和S_6格位Eu^(3+)的发光,从选择激发的发射光谱和激发光谱结果计算出C_2和S_6格位电荷迁移带的激发光谱,与实验结果相符合。

关键词：纳米晶三氧化二钆电荷迁移带格位选择激发光谱量子限域效应稀土氧化物发光材料铒离子掺杂

GdAlO_3∶Eu^(3＋)荧光粉的合成及发光特性研究

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功能材料 2012年第5期43卷 665-668页

作者：李新忠聂兆刚台玉萍河南科技大学物理与工程学院河南洛阳471003 南洋理工大学数学物理学院化学和生物化学部新加坡637371 河南科技大学化工与制药学院河南洛阳471003 洛阳市光电功能材料重点实验室河南洛阳471003

研究了不同退火机制下GdAlO3∶Eu3+荧光粉的光谱特性。采用高温固相反应法在空气气氛和还原气氛中分别合成了GdAlO3∶Eu3+荧光粉,讨论了在烧结过程中产生的色心的光谱性质及其对GdAlO3∶Eu3+发光强度、激发光谱和O2--Eu3+电荷迁移带位... 详细信息

研究了不同退火机制下GdAlO3∶Eu3+荧光粉的光谱特性。采用高温固相反应法在空气气氛和还原气氛中分别合成了GdAlO3∶Eu3+荧光粉,讨论了在烧结过程中产生的色心的光谱性质及其对GdAlO3∶Eu3+发光强度、激发光谱和O2--Eu3+电荷迁移带位置的影响。研究了后退火对GdAlO3∶Eu3+光谱特性的影响,进一步解释了VUV激发下的能量传递机制。根据烧结气氛、烧结温度和后退火对色心以及GdAlO3∶Eu3+光谱特性的影响,找到了一条能有效消除色心获得高荧光强度的两步反应合成路线。

关键词： GdAlO3∶Eu3+ 色心发光特性电荷迁移带能量传递

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掺钛氟磷玻璃的时间分辨荧光光谱

光学学报 1985年第4期5卷 319-324页

作者：刘慧民干福熹中国科学院上海光学精密机械研究所

对掺钛氟磷酸盐玻璃作了吸收光谱,荧光光谱和激发光谱的测定。该玻璃中,Ti3+离了处于畸变八面体格位中。用紫外250～320nm电荷迁移带激发,可观察到可见区～0.55μm的发光。带宽～180nm,激发光谱的峰值位于290nm。同时分别测定了室温和77... 详细信息

对掺钛氟磷酸盐玻璃作了吸收光谱,荧光光谱和激发光谱的测定。该玻璃中,Ti3+离了处于畸变八面体格位中。用紫外250～320nm电荷迁移带激发,可观察到可见区～0.55μm的发光。带宽～180nm,激发光谱的峰值位于290nm。同时分别测定了室温和77K时Ti3+的时间分辨荧光光谱及弛豫光谱。随着延迟时间增加,低温下荧光峰值从510nm向长波方向移动到640nm。光谱显得弥散。而室温下变化较小。低温下荧光寿命为5～12μs,与发射波长有关。相反,室温下荧光寿命均为13μs,与发射波长无关。本文还对无机玻璃中Ti3+的发光条件和可能性作了讨论。

关键词：时间分辨荧光光谱 Ti 激发光谱电荷迁移带

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稀土离子的高能光谱

中国稀土学报 2001年第6期19卷 481-486页

作者：苏锵梁宏斌陶冶王淑彬中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理实验室中国科学院高能物理所同步辐射实验室北京100039

讨论了稀土离子在能量高于 5 0 0 0 0cm- 1 (波长短于 2 0 0nm)的光谱 ,包括 4f 4f跃迁 ,4f 5d跃迁 ,4f 6s跃迁 ,基质吸收和电荷迁移带。利用Dorenbos提出的公式 :E(Ln ,A ) =493 40 -D(A) +ΔELn ,Ce,指认了Sm3+ 离子在我们合成的Ba3BP... 详细信息

讨论了稀土离子在能量高于 5 0 0 0 0cm- 1 (波长短于 2 0 0nm)的光谱 ,包括 4f 4f跃迁 ,4f 5d跃迁 ,4f 6s跃迁 ,基质吸收和电荷迁移带。利用Dorenbos提出的公式 :E(Ln ,A ) =493 40 -D(A) +ΔELn ,Ce,指认了Sm3+ 离子在我们合成的Ba3BP3O1 2 中的 4f 5d跃迁的能量值为 170nm。利用我们提出的稀土离子光学电负性 χM与标准还原电位E0Ln的关系式 :E0Ln(Lnn + →Ln(n - 1 ) ) =4 2 73 χM-7 776(其中n =3或 4) ,从稀土离子的光学电负性 χM 与J rgensen提出的公式Ect=[χX-χM]× 3 0 0 0 0cm - 1 ,估算出Er3+和Eu3+离子在含氧杂质的LiYF4 ∶Er和LiYF4 ∶Eu3+中Er O和Eu3+ O的电荷迁移带的能量 ,以及LiYF4 ∶Eu3+ 中Eu3+ F的电荷迁移带的能量 ,估算值与文献报道的实验值基本相符。

关键词：稀土离子高能光谱 4f-4f跃迁 4f-5d跃迁 4f-6s跃迁发光现象基质吸收带电荷迁移带

纳米Gd2O3中两种格位Eu3+的电荷迁移态激发跃迁

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纳米Gd2O3中两种格位Eu3+的电荷迁移态激发跃迁

Eu^(3+)掺杂硼酸盐晶体及玻璃材料的光谱性质

全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议

作者：刘春旭张家骅吕少哲刘俊业中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院激发态物理重点实验室

观测了粒径分别为15,23和1 35nm的立方相Gd2O3:Eu3+的选择激发光谱,发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米G2O3:Eu3+的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光... 详细信息

观测了粒径分别为15,23和1 35nm的立方相Gd2O3:Eu3+的选择激发光谱,发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米G2O3:Eu3+的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光谱中位置相一致。通过电荷迁移带不同位置的选择激发光谱可以分辨出立方相Gd2O3:Eu3+的C2和S6格位发光,从选择激发的发射光谱和激发光谱结果计算出C2和S6格位电荷迁移带的

关键词：纳米晶电荷迁移带格位选择光谱

来源： cnki会议评论

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发光学报 2003年第5期24卷 512-516页

作者：林海燕李殿超秦伟平张继森吴长锋秦冠仕赵丹刘晃清中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激发态物理重点实验室吉林长春130033 吉林大学地球科学学院吉林长春130026

控制不同的烧结条件,制备了Eu3+掺杂La2O3 3B2O3体系的晶体及玻璃材料。在这两种组分相同但物相不同的基质中,Eu3+离子表现出不同的光谱性质。通过对比两种材料的发射光谱、声子边带、电荷迁移带及荧光寿命,讨论了Eu3+离子周围局域结构... 详细信息

控制不同的烧结条件,制备了Eu3+掺杂La2O3 3B2O3体系的晶体及玻璃材料。在这两种组分相同但物相不同的基质中,Eu3+离子表现出不同的光谱性质。通过对比两种材料的发射光谱、声子边带、电荷迁移带及荧光寿命,讨论了Eu3+离子周围局域结构的改变对其发光性质的影响。

关键词：硼酸盐掺杂铕离子发射光谱声子边带荧光寿命电荷迁移带局域结构

纳米晶体中稀土离子的发光性质及其变化机理研究

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中国光学 2015年第1期8卷 139-146页

作者：付作岭董晓睿盛天琦侯利张蕾吉林大学物理学院吉林长春130012

近年来,纳米晶体中稀土离子发光性质的研究越来越受到人们的广泛关注,这是因为纳米稀土发光材料在发光、高清显示、光电子纳米器件、生物荧光标记、激光和闪烁体等众多领域有着重要的应用前景。本项目采用软化学合成方法如水热法、溶胶... 详细信息

近年来,纳米晶体中稀土离子发光性质的研究越来越受到人们的广泛关注,这是因为纳米稀土发光材料在发光、高清显示、光电子纳米器件、生物荧光标记、激光和闪烁体等众多领域有着重要的应用前景。本项目采用软化学合成方法如水热法、溶胶-凝胶法等,通过合成工艺的调控,设计并合成出一系列不同颗粒尺寸、分散均匀、形貌可控的稀土离子掺杂氧化物(氟化物)微/纳米晶体,利用激发、发射、漫反射以及高分辨激光光谱等光谱分析手段对其发光性质进行研究,弄清影响发光行为的本质原因。同时,结合光谱实验数据,利用密度泛函理论和复杂晶体化学键介电理论方法进行理论计算,成功解释了光谱变化规律和不同稀土离子间能量传递机理,为相关稀土光谱研究奠定了理论和实验基础。

关键词：微/纳米晶体稀土离子电荷迁移带能量传递

MgO:V,NaLnTiO4:Cr,LnBO3:Sb发光材料的合成及其发光性能研究

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MgO:V,NaLnTiO4:Cr,LnBO3:Sb发光材料的合成及其发光性能研究

作者：邹亚伟合肥工业大学

学位级别：硕士

本论文通过高温固相法分别制备了发射蓝绿光的发光材料MgO:V、发射红光的发光材料NaLnTiO(Ln=Gd,La,Y,Eu,Dy):Cr、发射蓝光的发光材料LnBO(Ln=La,Y,Sc):Sb,并对其发光性能进行了研究。本文首先研究了MgO:V的发光特性,结果表明在300nm光... 详细信息

本论文通过高温固相法分别制备了发射蓝绿光的发光材料MgO:V、发射红光的发光材料NaLnTiO(Ln=Gd,La,Y,Eu,Dy):Cr、发射蓝光的发光材料LnBO(Ln=La,Y,Sc):Sb,并对其发光性能进行了研究。本文首先研究了MgO:V的发光特性,结果表明在300nm光激发下MgO:V可产生主峰位于500nm的宽带发射,通过XPS测得V的离子价态主要为+5价,通过对紫外可见光谱仪及热释光仪器分析确定了V离子在MgO中的能级位置。为了进一步提高材料的发光效率,本文研究了Si掺杂对发光性能影响。发现Si的引入能显著增强发光强度,当MgO:V:Si的摩尔比为1:0.001:0.006时,光增强效果最佳。本文还研究了一系列电荷补偿剂Na,K和Li对发光性能的影响,其中Na的电荷补偿效果最佳。其次,研究了Cr在一系列钛酸盐NaLnTiO:Cr(Ln=Gd,La,Y,Eu,Dy)基质中的发光特性。1)在290nm光激发下Cr在NaGdTiO中发射波长为610nm的红光,值得注意的是NaGdTiO:0.003Cr和NaGdTiO:0.005Cr的样品存在长余辉特性,余辉时间可达十五分钟以上,而且随着浓度的变化长余辉性能也发生变化。2)Cr在NaLaTiO和NaYTiO中在250nm光激发下同时发射波长为480nm的绿光和波长为614nm的红光,二者发射的绿光和红光峰位置基本一致,但NaYTiO的发光强度要远低于NaLaTiO的发光强度。3)Cr在NaEuTiO中发射波长为615,652以及694 nm的红光,但由于Cr与Eu两种离子的激发和发射波段均有重叠属于竞争发光而Cr的浓度要远低于Eu,所以该样品发射的红光来源于Eu的特征发射,并没有Cr的参与。4)Cr在NaDyTiO中在可见光波段未见高效发射。最后,通过高温固相法制备了LnBO:Sb(Ln=La,Y,Sc)并研究了其发光特性。通过实验所得的数据及总结搜集的文献数据进而确定Sb的真空电子束缚能级位置为-4.69eV。

关键词：光致发光荧光粉高温固相法电荷迁移带