NaYF4中Pr3+到Er3+中能量传递的研究

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量子剪裁现象是真空紫外激发发光材料研究的一个重点,对于等离子体平板显示与无汞荧光灯技术的发展有着重要的意义。而Pr3+作为已知的可实现量子剪裁的离子,由于其第一步发光主要集中在400nm处,人眼视见性弱,不利于其在现实中的应用,因此我们考虑通过能量传递来改善这一问题,即Pr3+离子将一部分能量传递给其他离子,从而实现提高其可见光区域的发光效率。本文研究内容分以下几个部分:1.研究了NaYF4:Pr3+,Er3+样品的荧光性质,并且通过对其激发光谱与发射光谱的比较,得出了其能量传递的具体过程。在186nm激发下,Pr3+:1S0能级到Er3+发生第一步能量传递;在466nm激发下,Pr3+:3P0能级到Er3+发生第二步能量传递。并通过光谱分析了466nm激发下双掺样品中Er3+发光强度在光谱中的贡献2.研究了NaYF4:Pr3+,Er3+中各能级的寿命,在NaYF4:Pr3+中3P0能级寿命为19.6us,而在NaYF4:Pr3+,Er3+中3P0能级寿命为3us,由于能量传递的存在,双掺样品中3P0的寿命衰减速度加快。根据双掺与单掺样品543nm处衰减曲线计算得到了Er3+:4S3/2能级衰减曲线,拟合得到其上升过程时间与Pr3+3P0衰减时间相同,表明了Pr3+到Er3+能量传递的过程。并通过对光谱中各发射谱的拟合与发射峰强度积分计算,得到样品中Pr3+到Er3+能量传递效率。3.研究了基质对于Pr3+到Er3+能量传递效率的影响。比较了LaF3与NaYF4晶参数后发现,在NaYF4:Pr3+, Er3+中Pr3+与Er3+之间的距离明显小于在LaF3:Pr3+,Er3+中的距离。分析计算了LaF3:Pr3+, Er3+中Pr3+:3P0到Er3+能量传递效率。在LaF3中这一步的能量传递效率明显小于以NaYF4为基质的样品。这表明,通过改变基质来减小Pr3+到Er3+之间的距离来提高Pr3+到Er3+之间的能量传递效率是可行的。
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