上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的合成與應(yīng)用

僅僅供個人參不不得用于商業(yè)用楊志萍杜海燕孫家躍*(北京工商大學(xué)化工學(xué)院,北京摘要綜述了目前國內(nèi)外上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料的幾種合成方法,包括傳統(tǒng)的高溫固相合成法、溶法、共沉淀法等?？偨Y(jié)了不同方法的優(yōu)缺點(diǎn),介紹了上轉(zhuǎn)換技術(shù)的一些應(yīng)用關(guān)鍵詞上轉(zhuǎn)換,發(fā)光材料,合成方SyntheticmethodsandapplicationofupconversionluminescencematerialsYangZhipingDuHaiyanSunJiayue(SchoolofChemicalEngineering,BeijingTechnologyandBusinessUniversity,Beijing100037)AbstractThispapergeneralizedseveralsyntheticmethodsofthismaterialsusedpresentlyathomeandabroad.Thesyntheticmethodsincludedhightemperaturesolidmethod,so-lgelprocess,hydrothermalmethodandsoon.Theadvantagesanddisadvantagesofeverymethodwerediscussed.Moreover,thesyntheticmethodsofupconversionluminescencematerialsforfurtherdevelopmentwereprospected.TheapplicationofupconversiontechnologywasKeywordsupconversion,luminescencematerial,synthetic上轉(zhuǎn)換發(fā)光是在60年代發(fā)展起來的,并廣泛應(yīng)用于紅的一種發(fā)光技術(shù)。自80,利用稀土離子的上轉(zhuǎn)換效應(yīng),[1-3。上轉(zhuǎn)換現(xiàn),到目前為止已經(jīng)在世界范圍內(nèi)引起了廣泛興趣。隨著上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料在激光技術(shù),,,應(yīng)用使得上轉(zhuǎn)換發(fā)光的研究取得了很大的進(jìn)展。不同上轉(zhuǎn)以進(jìn)一,應(yīng)用1高溫固相()進(jìn)行,壓力和添加劑等都會影響固相反應(yīng)。人把主要精力都集中在單晶或,能拉制成光纖,只有高溫固相法。許多科學(xué)工作者已經(jīng)ZBLAN玻璃[6]、鉍酸鹽玻璃[7]、硼酸鹽玻璃[8]和氧氯鉍鍺酸940nm激發(fā)源下實(shí)現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換白色光輸出[10]。候秀潔等2水熱合成法這是一種新型的無機(jī)合成方法。在水熱條件下,反應(yīng),,物相均勻及產(chǎn)物產(chǎn)率高等。有關(guān)這類方法的報道1982年開始受到重視。利用該方法已成功的合成了多種上轉(zhuǎn)換材料。如NYF4:Ho3+Tm3Yb3+[15],YLiF4:Er3Tm3Yb3+[16-17],KZnF3:Er3Yb3+[18]后,調(diào)節(jié)溶pH:2~4,裝入聚四氟乙烯容器,再放入高壓反了由Yb3+作敏化離子,Er3+、Tm3+作發(fā)光離子的三種稀土離子共摻雜的YLiF4材料,980nm紅外光激發(fā)下,得到很強(qiáng)的上發(fā)現(xiàn)在980nm激發(fā)下,發(fā)白光(主要峰為665、552、484、水熱法合成了NaYF4:Ho3+、Tm3+、Yb3+,選用EDTA作混更強(qiáng)3溶膠-凝膠溶膠-凝膠法是一種濕化學(xué)合成法,將金屬醇鹽或無機(jī)再,,后者更為常見。其中,無機(jī)鹽法是以無機(jī)鹽為原料在水溶液中再通過加污染幾個但存在不易配制適宜的溶劑來穩(wěn)定溶解H值或添變,許多無機(jī)鹽也可作為前驅(qū)物。目前用此方法制備上轉(zhuǎn)換材料的報道相對較少。19,稀土醋酸鹽EAC和YbAC,,操該材料在980nm激發(fā)光源下發(fā)出明亮的紅、中還介紹了制備Y2O3上轉(zhuǎn)換材料的高溫固相法和溶液燃燒,凝膠法合成,合成溫度比傳統(tǒng),凝膠因?yàn)椴淮嬖陬愃朴诖见}的氟單價的,,不像氧原子那樣具有很強(qiáng)Melling指出可以用氧化物凝膠的氟化得到包含金屬離子的氟化物[20-21]。如HaiGuo等用此方法合4共沉淀共沉淀法又稱為/化學(xué)沉積法0。以水溶性物質(zhì)為原料生成難溶物質(zhì)前驅(qū)化合物從水溶液中沉,經(jīng)過洗滌、過濾、煅燒熱分解而制得超細(xì)粉體發(fā)光材共沉淀法的主要優(yōu)點(diǎn)是操作簡單、流程短、能直接得到化學(xué)成分均一的粉體材料,,得到粒度可控、分散如溶液的組成、濃,為雜質(zhì)混入沉淀物、沉淀過程中各種成分的分離困難和沉淀,而且它對于復(fù)雜的多組分體系制備有一定的局限性。Er3+:Y2O3上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米粉。楊奉真等[25]EDTA為螯合劑,采用絡(luò)合共沉淀法合成了納米級Ho3+、Yb3+共摻雜的NaYF4上轉(zhuǎn)換熒光材料,980nm紅外激光器照射下,肉眼主要是由于采用激光脈沖沉淀法減小了Judd-Ofelt理論的,CaF2(III)的基片上形成摻Er3+LaF3薄膜,800nm激發(fā)化學(xué)法制得CsGeF2:2%Re4+晶體材料,具有高分辨吸收,近克勞修斯生長法制得,實(shí)現(xiàn)了上轉(zhuǎn)換發(fā)光。LeyuWang等[31]采用濕化學(xué)法,得到了Na(Y1.5Na0.5)F6單晶材料,這是一種新型的紅外上轉(zhuǎn)換及光存儲特性的光學(xué)材料CaS:Eu、Sm和5上轉(zhuǎn)換技術(shù)的應(yīng)33對1995年以前發(fā)表的上轉(zhuǎn)換激光彌補(bǔ)了半,摻Tm3光纖上轉(zhuǎn)換激光器近來受到廣泛的關(guān)注。劉佳榮4研究了Tm3+Yb3,980nm該材料有S,以及醫(yī)療診斷和搖桿中廣泛應(yīng)用的1.9LmPetitJolian等34]進(jìn)行了Yb:CaGdAlO4首次提出了更好的從1050~994nm在979nm抽運(yùn)下這類材料激光%而且導(dǎo)熱性好。以G3536下都產(chǎn)生了很好的上轉(zhuǎn)換激光,Er的玻璃光纖在近紅在此波長范圍內(nèi)有一定的局限性。區(qū)進(jìn)行了研究,Er的摻雜濃500~1000ppm均進(jìn)行了研究,獲得了67%的發(fā)光效率。NieuwenhuisAbF等[38]首次報道Cr、Tm、Ho:YAG上轉(zhuǎn)換激光。紅外上轉(zhuǎn)換材料除了用于1997年紅外防偽技術(shù)被列入國家標(biāo)準(zhǔn)的十項(xiàng)防偽技術(shù)GB/T170041997,因此這類材料具有基本,,,難,這會是一各類名牌商標(biāo)、品還可以滿足其他特種行業(yè)的標(biāo)識防偽要求。性能很強(qiáng),激發(fā)源940nm左右,上轉(zhuǎn)換可見光的顏色為綠色和示器,具有體積小,效率高,色彩鮮艷,亮度高,壽命長等特點(diǎn)41研制了一,700~1500nm是一種發(fā),,42避免近紅,設(shè)計(jì)了該顯示器所需要的兩個多層干涉過濾膜。6隨著上轉(zhuǎn)換技術(shù)在激光器,防偽和顯示技術(shù)等方面的,制備工藝進(jìn)行上轉(zhuǎn)換材料新共沉淀法是合參考文ters,1995,67:1815.OpticsLetters,1997,22:808.4]劉佳榮.Tm3+-Yb3+共摻雜的碲酸鹽玻璃和光纖的光譜特SolidStateCommunications,2006,139:363-6]馮衍,陳曉波,宋峰,等798nm半導(dǎo)體激光激發(fā)下Yb3+,Tm3+:ZBLAN玻璃的上轉(zhuǎn)換發(fā)光[J].光學(xué)學(xué)報,1999,19RareEarths,2005,23(3):331-8]陳寶玖,王海宇,等Yb3+Er3+共摻雜氟硼酸鹽玻璃材料光[9]孫洪濤,胡麗麗,張麗艷,等.摻銩氧氯鉍酸鹽玻璃及其制備方法[P]CN1644542A2005-07-27.陽效良,肖思國,丁建文.一種白色上轉(zhuǎn)換材料及其制備方].,].,鄭巖,候秀潔.彩色上轉(zhuǎn)換材料制備方法[PCN1357599A,RareEarth,2006,24(6):757-趙謖玲,候彥冰,徐征.不同波長激發(fā)下裴曉將,候延冰,等.水熱合成稀土氟化物材料YLiF4:Er,Tm,Yb的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性[J].光譜學(xué)與光譜分析,2005,25裴曉將,騰楓,趙謖玲,等.水熱合成稀土氟化物材料ErYb的上轉(zhuǎn)換發(fā)光特性[J].中國稀土學(xué)報賈若琨,白玉白,李鐵津.水溶性上轉(zhuǎn)換材料的制備方法CN1539917A,2004-10-1990,5(5):1092.丁曉英,范慧俐,徐曉偉,等.SiO2包覆上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料Na(Y057Yb039Er004)F4的研究[J].發(fā)光學(xué)報,2006,27(3):SensorActuatB,1996,31:81-SolidFilms,2006,500:302-白秀敏,鄒麗霞,齊文剛,等.微波法制備NiO/WO3光催化劑172:148-2002,371:321-329.282-287:955-stateChemistry,2007,180:127-131.羅軍明,李永繡,鄧?yán)蚱?袁永瑞.共沉淀法制備楊奉真,衣光舜,陳德樸,等.納米NaYF4Ho,Yb上轉(zhuǎn)換熒pliedPhysics,1997,36(1A~B):L41.Matter,2001,13:9583.Compounds,323-324:283-287.LeyuWang,Yadong.Na(Single-crystal1992,1591:141-145.[J].OpticsExpress,2004,21(12):5125-CN1397795A,2003-02-19.].,.的設(shè)計(jì)J,2006,35:863866.Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialNurfürdenpers?nlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.Pourl