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无机发光材料是一类非常重要的新型功能材料,在日常节能型照明和彩色显示等领域有着不容忽视的地位。其中发光玻璃/微晶玻璃由于在白光LED、光电子器件、温度传感、光学传感器、闪烁体探测器、生物成像、太阳能电池等方面具有潜在的应用价值,近十年里受到了人们广泛地关注。本论文以透明发光玻璃/微晶玻璃为研究对象,主要开展了三个方面的工作:采用传统的熔融淬冷法制备了Yb3+/Ho3+共掺含Sr2GdF7纳米晶的透明微晶玻璃,引入Ce3+离子后,样品的上转换发光颜色随着Ce3+掺杂浓度的变化而可调变化;在Sb3+/Eu3+共掺的钠镁磷酸盐玻璃中,通过调节Eu3+离子的掺杂浓度,玻璃发光颜色可调并得到了白光发射;在Sb3+/Mn2+共掺的钠镁磷玻璃中,随着Mn2+离子掺杂浓度逐渐增大,玻璃发光颜色从蓝色变为白色,最后变为纯红色,实现了玻璃的发光可调。本论文的主要内容有: 1、Yb3+/Ho3+/Ce3+共掺Sr2GdF7氟氧化物微晶玻璃:通过传统的熔融淬冷法制备了Yb3+/Ho3+共掺的前驱体玻璃,然后对前驱体玻璃进行后续热处理,成功地在氟氧化物玻璃中析出了四方相的Sr2GdF7纳米晶。利用XRD,TEM,上转换光谱和寿命测试系统地研究了其微观结构和上转换性能。热处理后,Yb3+/Ho3+共掺的Sr2GdF7氟氧化物微晶玻璃中Ho3+离子的红色上转换发光强度增强了1000倍,绿光发射增强了12倍。值得注意的是,在共掺Ce3+离子后,通过调节Ce3+的掺杂浓度,能实现多色可调发光。随着Ce3+浓度的增加,红光发射增强,绿光发射被压制,最终Ho3+的红光与绿光的发射强度比值从0.2增加到50。对Yb3+、Ho3+、Ce3+的能级图分析发现,这种可调发光现象是归因于Ho3+与Ce3+离子之间有效的交叉弛豫过程。 2、Sb3+/Eu3+共掺磷酸盐玻璃的可调发光:通过熔融淬冷法成功制备了Sb3+/Eu3+共掺的透明钠镁磷酸盐玻璃。其玻璃组分为60P2O5-35MgO-5Na2O。利用吸收谱、激发谱和发射谱系统地研究了样品的荧光特性。结果表明,这种钠镁磷酸盐玻璃在可见光波长范围的透过率可达85%以上。在紫外光激发下,通过调节Eu3+的掺杂浓度,在玻璃中可以得到从蓝光到白光,最终到橙红光的可调发光。激发、发射光谱测试表明,共掺的发光玻璃中存在着从Sb3+到Eu3+的能量传递,且能量传递效率最高达到82%。本实验研究结果表明,这种紫外光激发的Sb3+/Eu3+共掺磷酸盐玻璃有望应用在光转换器件中。 3、Sb3+/Mn2+共掺磷酸盐玻璃的可调发光:利用传统的熔融淬冷法制备了Sb3+、Mn2+共掺的钠镁磷酸盐玻璃。在278nm紫外光激发下,固定Sb3+掺杂浓度不变,改变Mn2+的掺杂浓度,可以得到从蓝光到白光最后到红光的可调发光。激发、发射光谱测试表明,共掺的发光玻璃中存在着从Sb3+到Mn2+的能量传递过程,且能量传递效率最高达到98%。此外,随着Mn2+离子的掺杂浓度逐渐增加,Mn2+-Mn2+之间的距离缩短,Mn2+附近的晶场强度增强,从而使得Mn2+的激发态逐渐向基态靠近,最终导致Mn2+发射峰出现红移现象。