摘要：采用水热合成法合成了不同稀土离子（Ce3+ ,Tb3+, Yb3+, Er3+）掺杂的LaF3发光材料。利用粉末X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光谱仪（PL）等测试手段，对合成样品的结构、形貌和发光性能进行了表征。结果表明，合成的LaF3: Ce3+, Tb3+ 与LaF3: Yb3+, Er3+ 都具有六方相结构，但形貌不太规则，是由许多不规则块状物堆积而成；用氨基酸络合合成的LaF3：Ce3+, Tb3+/C及LaF3: Yb3+, Er3+/C复合材料与复合前的LaF3: Ce3+, Tb3+与LaF3: Yb3+, Er3+的发光特性相一致。84983

毕业论文关键词：稀土；发光材料；复合；氟化物

Synthesis and Properties of Rare Earth Fluoride / C Composite Luminescent Material 

Abstract：Rare earth ions （Ce3+, Tb3+, Yb3+, Er3+） doped LaF3 luminescent materials were synthesized by hydrothermal and characterized by powder X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM）, photoluminescence spectroscopy （PL）。 The results showed that the as-prepared LaF3: Ce3+, Tb3+ and LaF3: Yb3+, Er3+ have a hexagonal structure, and the samples’ morphology is composed by many irregular lumps piled together。 The LaF3: Ce3+, Tb3+/C and LaF3: Yb3+, Er3+/C obtained by the addition of amino acid complex into the reaction system have the similar luminescent properties with the LaF3: Ce3+, Tb3+/C and LaF3: Yb3+, Er3+/C samples without addition of any additives。 

Key Words: Rare earth；Luminescent material；Composite；Fluoride

目    录

摘  要 1

引  言 1

1实验部分 3

1。1试剂及仪器 3

1。2 LaF3: Ce3+: Tb3+的合成 3

1。3 LaF3: Yb3+: Er3+的合成 4

1。4样品的表征 4

2结果与讨论 4

2。1 LaF3: Ce3+: Tb3+发光样品 4

2。2 LaF3: Yb3+: Er3+发光样品 9

3结论 10

参考文献 11

致  谢 14

稀土氟化物/C复合发光材料的合成及性能研究

引 言

按组成分，发光材料大致可以分为两大类，有机发光材料[1-7]和无机发光材料[8-13]。稀土掺杂的发光材料具有许多优良的特点，例如，荧光的寿命时间比较长、发光光谱呈线状光谱、色彩多样等。稀土元素是指镧系元素（从镧到镥）加上同族的钪和钇共17种元素。在这17个稀土元素当中，镧金属的活性是最为活泼，从镧到镥金属活性依次降低。稀土氟化物是由含氟和镧系稀土的化合物在一定的条件下反应所得到的化合物。其具有很好的化学稳定性，是一种良好的光学基质材料。稀土氟化物具有较高的折射率和较低声子能量的特性，常会被应用于发光基质和固态激光器，尤其是镧系掺杂氟化物最为受到关注，在发光、显示、生物标记和光纤放大方面得到了应用[14]。当某一物质受到激发源激发（如光照、电子束或外加电等）,体系将可以吸收到外界能量,受到激发的物质会处于一种激发状态,重新再跃迁回基态，在这个过程中,体系所吸收的能量将会以光或热的形式，把能量释放出来,如果这一部分能量是通过光的电磁波的方式辐射出来,则称这种现象为发光[15]。在人类视觉下，不同波段的可见光表现出的颜色不同：红色（770~620 nm），橙色（620~592 nm），黄色（598~578 nm），绿色（578~492 nm），蓝色（492~446 nm）以及紫色（446~390 nm）[16]。上转换发光是由斯托克斯定律衍生出来的，也就是反-斯托克斯发光（Anti-Stokes）。斯托克斯定律表示材料只能由高能量的光激发发出低能量的光，比如由紫外线激发，就会发出可见光，或者蓝光激发出黄色光，再或者是可见光激发后会发出红外线。但是后来人们发现一些材料，可以实现与斯托克斯定律正好相反的发光效果，称这些材料所发出来的光为反斯托克斯发光，又称为上转换发光[17]。与典型的传统发光过程相比较，上转换发光过程则需要由许多中间态来累积低频的激发光子的能量。其中主要有激发态吸收、能量转换、光子雪崩这三种发光的机制[18]。在这些机制的过程中，都是由掺杂在晶体颗粒中的激活离子能级连续吸收一个或多个光子来实现的，所以上转换发光会用那些具有f电子和d电子的激活离子来实现[19]。但是，因掺杂三价稀土离子会有较长的亚稳能级寿命，所以可用作高效率的上转换发光材料。论文网