搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉的试验优化设计合成及发光性质研究

孙佳石 李香萍 吴金磊 李树伟 石琳琳 徐赛 张金苏 程丽红 陈宝玖

BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉的试验优化设计合成及发光性质研究

孙佳石, 李香萍, 吴金磊, 李树伟, 石琳琳, 徐赛, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖
PDF
导出引用
导出核心图
  • 为了获得BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉材料的最大蓝色上转换发光强度,采用正交试验设计与二次通用旋转组合设计相结合的两步连续优化法对Tm3+和Yb3+掺杂浓度进行全局优化,得到该体系最强蓝光发射下的离子掺杂最佳浓度.采用高温固相反应法合成出蓝色上转换发光强度最强的BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉材料,并对样品的晶体结构和上转换发光性质进行了研究.980 nm红外光激发下,测量了最优样品在不同激发电流下的上转换发射光谱,由强度制约关系确定样品的蓝色上转换发光为三光子过程.测量了最优样品温度相关的上转换发射光谱,发现样品的蓝色上转换发光强度随着样品温度的升高而持续减弱,即发生了温度猝灭现象,计算得激活能约为0.602 eV.
      通信作者: 孙佳石, sunjs@dlmu.edu.cn;lixp@dlmu.edu.cn ; 李香萍, sunjs@dlmu.edu.cn;lixp@dlmu.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11374044,11274057)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:3132017056,3132016333)、辽宁省自然科学基金(批准号:2015020190)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB626801)资助的课题.
    [1]

    Blasse G, Grabmaier B C 1994 Luminescent Materials (Berlin: Springer Heidelberg) pp195-219

    [2]

    Xie W, Wang Y H, Quan J, Zhou C W, Liang F, Shao L X 2014 Acta Phys. Sin. 63 016101 (in Chinese) [谢伟, 王银海, 全军, 邹长伟, 梁枫, 邵乐喜 2014 物理学报 63 016101]

    [3]

    Luo Q, Qiao X S, Fan X P, Yang H, Zhang X H, Cui S, Wang L, Wang G 2009 J. Appl. Phys. 105 43506

    [4]

    Sun X Y, Zhang J H, Zhang X, Luo Y S, Hao Z D, Wang X J 2009 J. Appl. Phys. 105 13501

    [5]

    Tian B N, Chen B J, Tian Y, Li X P, Zhang J S, Sun J S, Zhong H Y, Cheng L H, Fu S B, Zhong H, Wang Y Z, Zhang X Q, Xia H P, Hua R N 2013 J. Mater. Chem. C 1 2338

    [6]

    Tian B N 2013 M. S. Dissertation (Dalian: Dalian Maritime University) (in Chinese) [田碧凝 2013 硕士学位论文 (大连: 大连海事大学)]

    [7]

    Guo C F, Ding X, Xu Y 2010 J. Am. Ceram. Soc. 93 1708

    [8]

    Ren L Q 2009 Design of Experiment and Optimization (Beijing: Science Press) pp174-180 (in Chinese) [任露泉 2009 试验设计及其优化 (北京: 科学出版社) 第174—180页]

    [9]

    He W, Xue W D, Tang B 2012 The Method of Optimal Design of Experiment and Data Analysis (Beijing: Chemical Industry Press) pp191-194 (in Chinese) [何为, 薛卫东, 唐斌 2012 优化试验设计方法及数据分析 (北京: 化学工业出版社) 第191—194页]

    [10]

    Abud-Archila M, Vázquez-Mzndujano D G, Ruiz-Cabrera M A 2008 J. Food Eng. 84 413

    [11]

    Zhang Q H, Wang J, Ni H Y, Wang L L 2012 J. Rare Metals 31 35

    [12]

    Boyer J C, Cuccia L A, Capobianco J A 2007 Nano Lett. 7 847

    [13]

    Chen D, Wang Y, Yu Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 051920

    [14]

    Zhang Q Y, Li T, Jiang Z H 2005 Appl. Phys. Lett. 87 171911

    [15]

    Piskuła Z, Staninski K, Lis S 2011 J. Rare Earth. 29 1166

    [16]

    Shi L L, Sun J S, Zhai Z H, Li X P, Zhang J S, Chen B J 2014 Acta Photo. Sin. 43 203301 (in Chinese) [石琳琳, 孙佳石, 翟梓会, 李香萍, 张金苏, 陈宝玖 2014 光子学报 43 203301]

    [17]

    Sun J S, Li S W, Shi L L, Zhou T M, Li X P, Zhang J S, Cheng L H, Chen B J 2015 Acta Phys. Sin. 64 243301 (in Chinese) [孙佳石, 李树伟, 石琳琳, 周天民, 李香萍, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖 2015 物理学报 64 243301]

    [18]

    Xiang S Y, Chen B J, Zhang J S, Li X P, Sun J S, Zheng H, Wu Z L, Zhong H, Yu H Q, Xia H P 2014 Opt. Mater. Express 4 1966

    [19]

    Tian B N, Chen B J, Tian Y, Sun J S, Li X P, Zhang J S, Zhong H Y, Cheng L H, Hua R N 2012 J. Phys. Chem. Solid. 73 1314

    [20]

    Tian Y, Chen B J, Hua R N, Yu N S, Liu B Q, Sun J S, Cheng L H, Zhong H Y, Li X P, Zhang J S, Tian B N, Zhong H 2012 Cryst. Eng. Comm. 14 1760

  • [1]

    Blasse G, Grabmaier B C 1994 Luminescent Materials (Berlin: Springer Heidelberg) pp195-219

    [2]

    Xie W, Wang Y H, Quan J, Zhou C W, Liang F, Shao L X 2014 Acta Phys. Sin. 63 016101 (in Chinese) [谢伟, 王银海, 全军, 邹长伟, 梁枫, 邵乐喜 2014 物理学报 63 016101]

    [3]

    Luo Q, Qiao X S, Fan X P, Yang H, Zhang X H, Cui S, Wang L, Wang G 2009 J. Appl. Phys. 105 43506

    [4]

    Sun X Y, Zhang J H, Zhang X, Luo Y S, Hao Z D, Wang X J 2009 J. Appl. Phys. 105 13501

    [5]

    Tian B N, Chen B J, Tian Y, Li X P, Zhang J S, Sun J S, Zhong H Y, Cheng L H, Fu S B, Zhong H, Wang Y Z, Zhang X Q, Xia H P, Hua R N 2013 J. Mater. Chem. C 1 2338

    [6]

    Tian B N 2013 M. S. Dissertation (Dalian: Dalian Maritime University) (in Chinese) [田碧凝 2013 硕士学位论文 (大连: 大连海事大学)]

    [7]

    Guo C F, Ding X, Xu Y 2010 J. Am. Ceram. Soc. 93 1708

    [8]

    Ren L Q 2009 Design of Experiment and Optimization (Beijing: Science Press) pp174-180 (in Chinese) [任露泉 2009 试验设计及其优化 (北京: 科学出版社) 第174—180页]

    [9]

    He W, Xue W D, Tang B 2012 The Method of Optimal Design of Experiment and Data Analysis (Beijing: Chemical Industry Press) pp191-194 (in Chinese) [何为, 薛卫东, 唐斌 2012 优化试验设计方法及数据分析 (北京: 化学工业出版社) 第191—194页]

    [10]

    Abud-Archila M, Vázquez-Mzndujano D G, Ruiz-Cabrera M A 2008 J. Food Eng. 84 413

    [11]

    Zhang Q H, Wang J, Ni H Y, Wang L L 2012 J. Rare Metals 31 35

    [12]

    Boyer J C, Cuccia L A, Capobianco J A 2007 Nano Lett. 7 847

    [13]

    Chen D, Wang Y, Yu Y 2007 Appl. Phys. Lett. 91 051920

    [14]

    Zhang Q Y, Li T, Jiang Z H 2005 Appl. Phys. Lett. 87 171911

    [15]

    Piskuła Z, Staninski K, Lis S 2011 J. Rare Earth. 29 1166

    [16]

    Shi L L, Sun J S, Zhai Z H, Li X P, Zhang J S, Chen B J 2014 Acta Photo. Sin. 43 203301 (in Chinese) [石琳琳, 孙佳石, 翟梓会, 李香萍, 张金苏, 陈宝玖 2014 光子学报 43 203301]

    [17]

    Sun J S, Li S W, Shi L L, Zhou T M, Li X P, Zhang J S, Cheng L H, Chen B J 2015 Acta Phys. Sin. 64 243301 (in Chinese) [孙佳石, 李树伟, 石琳琳, 周天民, 李香萍, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖 2015 物理学报 64 243301]

    [18]

    Xiang S Y, Chen B J, Zhang J S, Li X P, Sun J S, Zheng H, Wu Z L, Zhong H, Yu H Q, Xia H P 2014 Opt. Mater. Express 4 1966

    [19]

    Tian B N, Chen B J, Tian Y, Sun J S, Li X P, Zhang J S, Zhong H Y, Cheng L H, Hua R N 2012 J. Phys. Chem. Solid. 73 1314

    [20]

    Tian Y, Chen B J, Hua R N, Yu N S, Liu B Q, Sun J S, Cheng L H, Zhong H Y, Li X P, Zhang J S, Tian B N, Zhong H 2012 Cryst. Eng. Comm. 14 1760

  • [1] 翟梓会, 孙佳石, 张金苏, 李香萍, 程丽红, 仲海洋, 李晶晶, 陈宝玖. 试验优化设计Tm3+/Yb3+共掺钼酸钇钠荧光粉上转换发光性质的研究. 物理学报, 2013, 62(20): 203301. doi: 10.7498/aps.62.203301
    [2] 孙佳石, 李树伟, 石琳琳, 周天民, 李香萍, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖. 试验优化设计Er3+/Yb3+共掺BaGd2ZnO5荧光粉及其上转换发光性质. 物理学报, 2015, 64(24): 243301. doi: 10.7498/aps.64.243301
    [3] 赵旺, 平兆艳, 郑庆华, 周薇薇. 白光发光二极管用SrGdLiTeO6:Eu3+红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为. 物理学报, 2018, 67(24): 247801. doi: 10.7498/aps.67.20181523
    [4] 李殿超, 彭洪尚, 宋宏伟, 陈宝玖, 王绩伟, 吕少哲, 孔祥贵. 变温下Y2O3∶Eu3+纳米晶的荧光光谱和动力学过程. 物理学报, 2002, 51(12): 2875-2880. doi: 10.7498/aps.51.2875
    [5] 张新陆, 崔金辉, 李立, 陈历学. Tm3+/Yb3+共掺激光晶体的本征光学双稳特性分析与参数优化. 物理学报, 2010, 59(2): 1052-1062. doi: 10.7498/aps.59.1052
    [6] 郭琳娜, 王育华. 共沉淀法制备Y2SiO5∶Er3+ ,Yb3+ ,Tm3+及其上转换发光性能研究. 物理学报, 2011, 60(2): 027803. doi: 10.7498/aps.60.027803
    [7] 赵越, 杨帆, 孙佳石, 李香萍, 张金苏, 张希珍, 徐赛, 程丽红, 陈宝玖. 试验优化设计Er3+/Yb3+共掺Ba5Gd8Zn4O21荧光粉及红光上转换发光性质研究. 物理学报, 2019, 68(21): 213301. doi: 10.7498/aps.68.20191192
    [8] 李堂刚, 刘素文, 王恩华, 宋灵君. Y2O3:Yb3+,Tm3+纳米材料的可见及紫外上转换发光. 物理学报, 2011, 60(7): 073201. doi: 10.7498/aps.60.073201
    [9] 郑龙江, 李雅新, 刘海龙, 徐伟, 张治国. Tm3+,Yb3+共掺钨酸钙多晶材料的上转换发光及荧光温度特性. 物理学报, 2013, 62(24): 240701. doi: 10.7498/aps.62.240701
    [10] 韩 琳, 宋 峰, 邹昌光, 苏 静, 闫立华, 田建国, 张光寅. Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4187-4193. doi: 10.7498/aps.56.4187
    [11] 胡孝勇, 生田信皓, 伊藤晴雄. 利用Townsend放电测定N2(A3∑u+)亚稳态分子的扩散系数和猝灭速率常数. 物理学报, 1989, 38(12): 2039-2043. doi: 10.7498/aps.38.2039
    [12] 向天翔, 李重德, 王理宗, 吴敏, 黄缨. 碰撞诱导离解(CID)(Ⅱ)——I2(B3∏o+u)在高振动态(v′=62)的碰撞猝灭机理实验研究. 物理学报, 1990, 39(5): 726-734. doi: 10.7498/aps.39.726
    [13] 冯衍, 陈晓波, 郝昭, 张光寅, 宋峰, 李美仙. Tm3+,Yb3+共掺ZBLAN玻璃中的能量传递与上转换. 物理学报, 1997, 46(12): 2454-2460. doi: 10.7498/aps.46.2454
    [14] 张在宣, 方达伟, 董前民, 徐时清, 姜中宏. 卤化铅调整Tm3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3694-3697. doi: 10.7498/aps.54.3694
    [15] 杨殿来, 侯嫣嫣, 赵 昕, 刘贵山, 林 海, 刘 克, Edwin Yue-Bun Pun. Tm3+/Yb3+共掺铋碲酸盐玻璃中的高效蓝色上转换荧光. 物理学报, 2006, 55(8): 4304-4309. doi: 10.7498/aps.55.4304
    [16] 章向华, 金 哲, 聂秋华, 徐铁峰, 戴世勋, 沈 祥. Tm3+/Yb3+共掺碲铅锌镧玻璃的能量传递和上转换发光. 物理学报, 2007, 56(4): 2261-2267. doi: 10.7498/aps.56.2261
    [17] 徐时清, 金尚忠, 赵士龙, 张丽艳, 王宝玲, 王 玮, 鲍仁强, 章 珏. Tm3+/Yb3+共掺氧卤碲酸盐玻璃上转换发光研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2714-2718. doi: 10.7498/aps.56.2714
    [18] 宁凯杰, 张庆礼, 周鹏宇, 杨华军, 许兰, 孙敦陆, 殷绍唐. Yb3+:Gd2SiO5晶体的结构和光谱性能. 物理学报, 2012, 61(12): 128102. doi: 10.7498/aps.61.128102
    [19] 王大刚, 周亚训, 王训四, 戴世勋, 沈祥, 陈飞飞, 王森. 应用于白光显示的Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃上转换发光特性研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6256-6260. doi: 10.7498/aps.59.6256
    [20] 杨建虎, 柳祝平, 温 磊, 胡丽丽, 戴世勋, 姜中宏. 970nm抽运下Er3+/Yb3+/Tm3+共掺碲酸盐玻璃的发光特性. 物理学报, 2003, 52(3): 729-735. doi: 10.7498/aps.52.729
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  785
  • PDF下载量:  357
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2016-11-22
  • 修回日期:  2017-02-05
  • 刊出日期:  2017-05-20

BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉的试验优化设计合成及发光性质研究

    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11374044,11274057)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号:3132017056,3132016333)、辽宁省自然科学基金(批准号:2015020190)和国家重点基础研究发展计划(批准号:2012CB626801)资助的课题.

摘要: 为了获得BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉材料的最大蓝色上转换发光强度,采用正交试验设计与二次通用旋转组合设计相结合的两步连续优化法对Tm3+和Yb3+掺杂浓度进行全局优化,得到该体系最强蓝光发射下的离子掺杂最佳浓度.采用高温固相反应法合成出蓝色上转换发光强度最强的BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉材料,并对样品的晶体结构和上转换发光性质进行了研究.980 nm红外光激发下,测量了最优样品在不同激发电流下的上转换发射光谱,由强度制约关系确定样品的蓝色上转换发光为三光子过程.测量了最优样品温度相关的上转换发射光谱,发现样品的蓝色上转换发光强度随着样品温度的升高而持续减弱,即发生了温度猝灭现象,计算得激活能约为0.602 eV.

English Abstract

参考文献 (20)

目录

    /

    返回文章
    返回