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Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, Li+荧光粉的制备及上转换发光性质研究

杨健芝 邱建备 杨正文 宋志国 杨勇 周大成

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Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, Li+荧光粉的制备及上转换发光性质研究

杨健芝, 邱建备, 杨正文, 宋志国, 杨勇, 周大成

Preparation and upconversion luminescence properties of Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, Li+ phosphors

Yang Jian-Zhi, Qiu Jian-Bei, Yang Zheng-Wen, Song Zhi-Guo, Yang Yong, Zhou Da-Cheng
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  • 本文采用高温固相反应法制备了Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, Li+ 荧光粉, 并对其上转换发光性质及其发光机理进行了研究. 在980 nm 激光的激发下, Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+ 荧光粉呈现较强的红色(662 nm) 和较弱的绿色(550 nm) 的上转换发光, 红色和绿色的上转换发光分别对应于Er3+ 离子的4S3/2/2H11/24I15/2 和4F9/24I15/2 跃迁, 且随着掺杂的Er3+ 和Yb3+ 离子浓度增加, 样品的上转换发光强度增加, 这是因为Yb3+ 离子和Er3+ 离子之间的能量传递效率增加引起的. 在0.50.8 W 功率激发下,样品属于双光子发射, 而在0.91.2 W 功率激发下样品具有新的上转换发光机理光子雪崩效应. 探讨了Li+ 掺杂对Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+ 样品的上转换发光性质的影响, Li+ 离子的掺杂引起Ba5SiO4Cl6:Yb3+, Er3+ 上转换发光强度增加, 这是由于Li+ 离子的掺入降低了晶体场的对称性引起的.
    The Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, Li+ phosphor has been prepared by high temperature solid state reaction, and their upconversion (UC) luminescence properties and mechanisms are investigated. The UC emission bands located at 525 nm (2H11/24I15/2), 548 nm (4S3/24I15/2), and 662 nm (4F9/24I15/2) due to Er3+ are observed under the excitation of 980 nm. UC luminescence of Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+ phosphors is increased with increasing Er3+ and Yb3+ concentration due to the energy transfer enhancement of Er3+ and Yb3+. Based on the relations of UC luminescence intensity and excitation light power, the UC luminescence mechanisms are discussed. At a low excited power (below 0.8 W), the two-photon processes are involved in both green and red UC emission mechanisms. When the power exceeds 0.9 W, the green and red UC emission is a four-photon process. One new and interesting UC emission mechanism may occur in the Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+ phosphors. Both green and red UC emissions at a higher pumping power are generated by photon avalanche UC process. Influence of Li+ doping on the UC luminescence of Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+ phosphors is investigated. Result demonstrates that Li+ ion doping could enhance the UC luminescence of Ba5SiO4Cl6: Yb3+, Er3+, which is attributed to the distortion of the local symmetry around Er3+.
    • 基金项目: 云南省中青年学术与技术带头人后备人才培养项目(批准号:2013HB068)和云南省应用基础研究面上项目(批准号:2014FB127)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the Yunnan Provincial Development Program of Talent Reserve for Leaders of Middle-aged and Young Scientists and Engineers, China (Grant No. 2013HB068), and the Basic Research Program for Application, Yunnan Province, China (Grant No. 2014FB127).
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-26
  • 修回日期:  2015-02-07
  • 刊出日期:  2015-07-05

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