NaYF4Eu3+,Tm3+,Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究.pdfVIP

第29卷，第9期 光谱学与光谱分析 2 00 and 9年9月 SpectroscopySpectralAnalysis September，2009 杜海燕，杨志萍，孙家跃’ 北京工商大学化工学院，北京100037 摘要合成了Eu”，Tm3+和Yb3+掺杂的Na巩材料。360nnl光激发呈蓝色发光，峰值位于452nlTl， D2—3F{跃迁；395 对应Tm3+的1 nlTl光激发旱橙色发光，峰值位于591nYn，对应Eu”的5Do一7Fl跃迁； 409 nl-n光激发呈红色发光，峰值位于613nlTl，对应Eu3斗的5D0—7F2跃迁；980ilrn光激发呈蓝色和红色发 光，发光峰位于474和646llIn。蓝光来源Tm3+的1G4—3Hs跃迁，红光来源Tm3+的1G4—3^跃迁。在双 对数曲线中，蓝光474nn2和红光646nlTl的斜率分别为2．1和2．4，在980nil2光激发下，蓝光和红光发射都 是双光子过程。还研究了材料的吸收光谱，并利用X射线衍射，扫描电镜测试了材料的物相结构和微观形 貌。结果表明：NaYF4：Eu”，Tm3+，Yb3+材料具有较规则的六方相结构，结晶良好。 关键词共沉淀法；NaYF4：Eu3+，Tm3+，Yb3+；Stokes和反Stokes发光；稀土离子 中图分类号：0482．3，0614．3文献标识码：A 引 言 1实验部分 上转换材料是一种在红外光激发下能发出可见光的发光 材料，即将红外光转换为町见光。其特点足所吸收的光子能 解，制得稀土离子透明溶液，将稀土离子溶液加入到NaF溶 量低于发射光子能量，又称为反Stokes材料，这种发光称为 液中搅拌均匀，在剧烈搅拌下快速加入适最的HF，50℃水 反Stokes发光。而在紫外光激发下发出町见光称为Stokes浴反应lh，将反应后的溶液抽滤洗涤。80℃下干燥得到白 发光。近年来，上转换材料在激光器，防伪技术，生物医学 色同体产品。再将此材料在600℃空气气氛下焙烧5h，即得 和显示等方面引起r人们的广泛关注。 Eu，Tm和1n共掺杂的NaYF4材料。 上转换材料发光中心集中在Er3+[”，Tms+[2|，Nd”Is]， 采用X射线衍射仪(Shimadzu H03+【“5j等稀土离子。以NaYF4为基质的卜转换发光材料物相鉴定，实验条件为Cu 06 Ka射线，A=0．154nIn，扫描 其发光效率最高，其中六方相晶体对j：转换荧光材料的发光 效率有很大的贡献[6]。Tm3+和Ed+掺杂NaYF4材料L7]早在 (JEOL 20世纪70年代中期就有了研究。Stokes发光材料的发光中 心主要集中在Eu”L8j和Tb抖[9]等。在防伪技术方面有广泛光激发样品时，测试了在300～700rlln范围内的上转换发光 的应用，可用于各类6^牌产品的包装、证件、甚至人民币的 光谱。所有测试均在窒温条件下进行。 防伪，还可以满足其他特种行业的标识防伪要求。 本实验以HF为沉淀剂，制备了NaYF4：Eu”，Tms+， 2结果与讨论 n抖的上转换材料。在不同波长的光激发下，分别得到色纯 度高的红光和蓝光。同一种基质中掺人不同稀土离子，在紫 2．1 XRD与SEM测试 外光激发下观测到Stokes发光及在红外光下观测到反 Stokes发光(上转换发光)，到目前为止在文献中未见有相关 的研究报道。