研究目的
研究Bi3+离子对Er3+/Yb3+共掺杂La2O3纳米荧光粉基于上转换诱导的光学加热及温度传感特性的影响。
研究成果
Er3+/Yb3+/Bi3+三掺杂La2O3纳米荧光粉表现出增强的发射强度(高达15倍)以及改善的光学加热和温度传感特性,在450 K时灵敏度为71 × 10?4 K?1,使其适用于光子器件、光学加热器和温度传感器。
研究不足
该研究仅限于特定的掺杂浓度和La2O3基质;结果可能不适用于其他基质或掺杂剂。EDS技术不适用于氧等轻元素的定量分析。由于吸湿性导致的La(OH)3相存在可能影响发射强度。光学加热和传感取决于所使用的泵浦功率和温度范围。
1:实验设计与方法选择:
采用溶液燃烧法合成了Er3?/Yb3?/xBi3?三掺杂La?O?纳米荧光粉样品(x=0、5、10和15 mol%)。以尿素为燃料,将原料溶于硝酸后搅拌,在600°C下燃烧,随后在1300°C退火处理。
2:10和15 mol%)。以尿素为燃料,将原料溶于硝酸后搅拌,在600°C下燃烧,随后在1300°C退火处理。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:固定Er3?(0.7 mol%)和Yb3?(3.0 mol%)浓度,改变Bi3?浓度制备样品。使用高纯度氧化物(99.99%)。
3:7 mol%)和Yb3?(0 mol%)浓度,改变Bi3?浓度制备样品。使用高纯度氧化物(99%)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括X射线衍射仪(MiniFlex 600,理学)、扫描电镜(蔡司Evo 18研究级)、能谱仪、傅里叶变换红外光谱仪(珀金埃尔默)、单色仪(iHR320,堀场Jobin Yvon)配光电倍增管,以及976 nm激发用二极管激光器。材料包括La?O?、Er?O?、Yb?O?、Bi?O?、尿素、硝酸和去离子水。
4:实验流程与操作步骤:
合成过程包括氧化物酸溶、尿素添加、搅拌成胶、燃烧、研磨及退火。表征手段有XRD结构分析、SEM形貌观察、EDS元素分析、FTIR分子验证、吸收光谱及不同泵浦功率/温度下的上转换发射测量。
5:数据分析方法:
XRD数据采用Rietveld精修,晶粒尺寸与应变通过Williamson-Hall法计算,光学带隙用Wood-Tauc公式求得,光学加热与温度传感通过荧光强度比(FIR)分析实现。
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获取完整内容-
X-ray diffractometer
MiniFlex 600
Rigaku
Used for XRD measurements to analyze crystalline phase, crystallinity, and crystal strain.
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Scanning electron microscope
Evo 18 Research
Zeiss
Used for SEM measurements to record morphological features.
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FTIR spectrometer
FT-IR/FIR Frontier spectrometer
Perkin Elmer
Used for FTIR measurements to verify different molecules present.
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Monochromator
iHR320
Horiba Jobin Yvon
Used with PMT for upconversion spectra measurements.
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Diode laser
Used for 976 nm excitation in upconversion measurements.
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