KY3F10纳米晶的合成与发光性能研究
氟化物纳米晶是一类重要的无机发光材料，在生物、医疗、LED等领域有着巨大的应用潜力。如Er3+:Yb3+:NaYF4纳米晶是高效的上转换荧光生物材料，而Mn4+:Na2SiF6纳米晶是新型的红色荧光粉。材料发光机理有多种，如激活离子发光、半导体发光、交叉发光、缺陷发光等，其中缺陷发光存在于一些氟化物材料中。缺陷发光材料通常具有低毒性、稳定性好、发光颜色可调和成本低等优点，但是通常发光效率较低，对其发光机理了解也有限，有待进一步研究。本文以KY3F10纳米晶为研究对象，研究了其缺陷发光机理和稀土离子在其中的发光特性。 采用柠檬酸为络合剂的水热法合成了未掺杂和一系列稀土掺杂KY3F10纳米晶。SEM图像表明络合剂使用量过大会造成纳米颗粒的团聚。在300nm激发下，未掺杂KY3F10纳米晶可产生中心波长在360nm的紫外-蓝光宽带发光，属于缺陷发光。当络合剂使用的物质的量为稀土的一半时，缺陷发光最强，发光内量子效率达23.73%，肉眼可见。Ce3+离子在KY3F10纳米晶中的发光和缺陷发光具有叠加效应，掺入1mol%Ce3+离子后，纳米晶的宽带发光强度较未掺杂KY3F10提高5倍，当Ce3+掺杂量为6mol%时，样品具有最强发光，而微量Lu3+离子引入会显著降低0.06Ce3+:KY3F10的发光强度。0.02Gd3+:KY3F10在300、273nm激发下，可分别获得紫外-蓝光发射和313nm窄谱UVB发射，是一种UVA/UVB双波长紫外荧光粉。利用缺陷发光、交叉驰豫、能量转移的协同效应，无论对于Tb3+/Sm3+单掺抑或共掺样品皆可获得暖白光发射。通过改变掺杂成份或激发波长，可实现基于Tb3+/Sm3+:KY3F10的蓝、绿、黄绿、黄橙、红橙、粉红等多色发光。而由于缺陷发光能级的存在，0.02Pr3+:KY3F10和0.02Eu3+:KY3F10纳米晶也具有双色发光特性，可分别发出冷白光、粉红光和橙、橙红光，都是有效的双色荧光粉。
氟化物纳米晶;柠檬酸;水热合成;稀土掺杂;发光性能
上海应用技术大学
硕士
材料化学工程
徐家跃
2016
中文
TQ422;TB383
2021-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）