《多普勒效应》PPT课件

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图一 敏化效应示意图A
2. 稀土离子与稀土离子敏化 效应
当配体的三重态能级远远高 于稀土离子的激发态能级,或 能量传递效率不高时, 能量传递效率不高时,需要提供 了一种高效的间接泵浦方式。 此种敏化效应是通过的四个 过程完成的。
图二 敏化效应示意图B
四 实验材料的选取
稀土元素指的是元素周期表中从镧(La) 到镥(Lu)的15个镧系元素加上 稀土元素指的是元素周期表中从镧(La) 到镥(Lu)的15个镧系元素加上 同属IIIB族的2个元素,共17个元素,其称谓的由来是由于最初在获得的矿 同属IIIB族的2个元素,共17个元素,其称谓的由来是由于最初在获得的矿 物中这些元素的含量很低,故而被命名为稀有的“土”。 跃迁发光的稀土离子可以分为下列四种情况 发光较强的Sm3+、Eu3+、Tb3+和Dy3+ 发光微弱的Pr 发光微弱的Pr3+、Nd 3+、Er3+、Tm3+和Yb3+ 低价离子:主要有Eu2+,Yb2+,Sm2+和Ce2+这些低价离子
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Wavelength/nm
W avelength/nm
Sm离子单掺配合物荧光光谱
Tb离子单掺配合物荧光光谱
3不同稀土离子单掺配合物的荧光光谱特性
图4
Eu(TTFA)3、Sm(TTFA)3 、Tb(TTFA)3荧光光谱
七 结论与工作展望
1.本实验采用化学掺杂法将两种稀土离子混合再与TTFA聚合 .本实验采用化学掺杂法将两种稀土离子混合再与TTFA聚合 的方法制备出稀土离子配合物,此方法是在同一配体不同健位掺 杂两种稀土离子,这有利于提高敏化发光效应能传递效率; 2. 在稀土离子单掺配合物实验中: 稀土离子Tb 3+、Sm 3+和 稀土离子Tb Eu 3+与配体配合时都具有敏化发光效应。其中Eu离子与配体的敏 与配体配合时都具有敏化发光效应。其中Eu离子与配体的敏 化效应最强; 3. 在稀土离子共掺配合物实验中:Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物 在稀土离子共掺配合物实验中:Eu:,Sm:(TTFA) 中Sm 3+对Eu 3+的发光有明显的敏化效应,Tb:,Sm:(TTFA)3共掺 的发光有明显的敏化效应,Tb:,Sm:(TTFA) 配合物中Tb 配合物中Tb 3+对Sm 3+的发光有明显的敏化效应,Eu:,Tb:(TTFA) 的发光有明显的敏化效应,Eu:,Tb:(TTFA) 共掺配合物中Tb 3+对Eu 3+的发光有明显的敏化效应,其中 3共掺配合物中Tb Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物的敏化效应最强. 共掺配合物的敏化效应最强.
六 稀土离子共掺配合物的光谱特性
1 稀土离子Tb 、 Eu、Sm共掺配合物的合成步骤 稀土离子Tb Eu、Sm共掺配合物的合成步骤
放入试管中,再加适量的乙醇,室温搅拌使其溶解, (1)称取 )称取EuCl3放入试管中,再加适量的乙醇,室温搅拌使其溶解, 配成溶液; 配成溶液; (2)按照与 摩尔比1: 称取 称取TbCl3(Tb2O3先与 先与HCl反应生成 )按照与EuCl3摩尔比 :1称取 反应生成 TbCl3),放入 ),放入 放入EuCl3试管中,再加适量的乙醇,室温搅拌使其溶解,配成 试管中,再加适量的乙醇,室温搅拌使其溶解, 溶液; 溶液; 按照与EuCl3摩尔比 :1),放入配成溶液的试管中, 摩尔比6: ,放入配成溶液的试管中, (3)称取 )称取TTFA(按照与 按照与 再加一定量的乙醇,室温搅拌直到完全溶解; 再加一定量的乙醇,室温搅拌直到完全溶解; (4)放入台式电热鼓风干燥箱,50℃加热使其反应,直到溶剂完全蒸 )放入台式电热鼓风干燥箱, ℃加热使其反应, 再加入适量乙醇溶液反应,反复多次直至其完全反应; 发。再加入适量乙醇溶液反应,反复多次直至其完全反应; (5)析出物用乙醇多次洗涤后,在一定温度下干燥,最后得到配合物 )析出物用乙醇多次洗涤后,在一定温度下干燥, Eu:,Tb:(TTFA)3。
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Wavelength/nm
Wavelength/nm
Eu、Sm、Tb离子单掺配合物吸收光谱
Eu离子单掺配合物荧光光谱
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Tb
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Intensity/a.u.
三 稀土配合物敏化发光效应
稀土配合物中敏化发光效应的研究始于20世纪。1942, Wessman发 稀土配合物中敏化发光效应的研究始于20世纪。1942, Wessman发 现用紫外线激发某些稀土配合物时,能够发出位于可见光区域的稀土离 子的特征线状荧光光谱,并且证明稀土离子发光的主要能量来源于分子 内的能量转移
Tb:,Sm共掺配合物的荧光光谱
Intensity/a.u.
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W a v e le n g t h / n m
Tb, Eu共源自文库配合物的荧光光谱
2 Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物的荧光光谱特性
图5 Eu(TTFA)3、Sm(TTFA)3和Eu:,Sm: (TTFA)3的荧光光谱
稀土配合物中敏化发光效应一般可以分为两类: 稀土配合物中敏化发光效应一般可以分为两类: • 1. 稀土离子与配体的敏化效应。 • 2. 稀土离子与稀土离子之间的敏化效应。
1. 稀土离子与配体敏化 效应
敏化效应是通过的三个过 程完成的,即配体吸收能量; 程完成的,即配体吸收能量; 配体向中心离子传递能量; 配体向中心离子传递能量;中 心离子发射荧光。 稀土配合物中心离子发光 的必要条件是配体和中心离子 能量转移时存在Antenna效应, 能量转移时存在Antenna效应, 即配体的三重激发态能量和稀 土离子的激态能量必须匹配, 才能实现配体向中心离子的能 量有效转移。
图6 能级示意图
3. Eu:,Tb:(TTFA)3共掺配合物的荧光光谱特性
图7
Tb(TTFA)3 、 Eu(TTFA)3和Eu:,Tb:(TTFA)3的荧光光谱
4. Tb:,Sm:(TTFA)3共掺配合物的荧光光 谱特性
图8
Tb(TTFA)3、Sm(TTFA)3和Tb:,Sm:(TTFA)3的荧光光谱
(B)主要仪器
有台式电热鼓风干燥箱 WGY-10型荧光分光光度计
2 稀土离子Eu 稀土离子Eu 骤
配成溶液;
3+
、Sm
3+与Tb 3+单掺配合物合成步
• (1)称取EuCl3 ,放入试管中,再加适量的乙醇,室温搅拌使其溶解, )称取EuCl • (2)称取TTFA(按照与EuCl3摩尔比3:1),放入试管中,再加一定量 )称取TTFA(按照与EuCl 摩尔比3 1),放入试管中,再加一定量
新疆大学硕士论文答辩
稀土离子配合物敏化发光效应的 实验研究
答辩人 姓 名:许 思 友 学 科、专 业:光 学 研 究 方 向:光纤通信 职称: 导师姓名 职称:葛文萍副教授
新疆大学物理科学与技术学院
内容提要
• • • • • • • • •
1.实验目的及方案 1.实验目的及方案 2.实验创新点 2.实验创新点 3.稀土配合物敏化发光效应 3.稀土配合物敏化发光效应 4.实验材料的选取 4.实验材料的选取 5.稀土离子单掺配合物的制备及敏化特性 5.稀土离子单掺配合物的制备及敏化特性 6.稀土离子共掺配合物的制备及敏化特性 6.稀土离子共掺配合物的制备及敏化特性 7.结论 7.结论 8.研究生期间发表论文情况 8.研究生期间发表论文情况 9.致谢 9.致谢
的乙醇,室温搅拌直到完全溶解;
• (3)将TTFA和EuCl3各自的乙醇溶液混合,混合物搅拌两小时; )将TTFA和 • (4)放入台式电热鼓风干燥箱,50℃加热使其反应,直到溶剂完全蒸 )放入台式电热鼓风干燥箱,50℃
发。再加入适量乙醇溶液反应,反复多次直至其完全反应;
• (5)析出物用加入乙醇,在一定温度下干燥,多次洗涤后得到配合物
硕士期间发表论文情况
• [1] 许思友,葛文萍,王磊等.稀土离子配合物敏化发光效应 许思友,葛文萍,王磊等. • [2] 许思友,葛文萍,王磊等.短距离通信中的塑料光纤无源 许思友,葛文萍,王磊等.
器件技术.光通信技术[J].2007,11:48器件技术.光通信技术[J].2007,11:48-52. 全国光学年会(会议)249全国光学年会(会议)249-253 的实验研究. 激光技术[J]. 已接收,预发表在2008年第11期 的实验研究. 激光技术[J]. 已接收,预发表在2008年第11期.
图3
Dieke能级图
五 稀土离子单掺配合物光谱特性 1试剂与仪器: 试剂与仪器: (A)主要试剂
氧化铽(Tb2O3) 氯化铕(EuCl3) 氯化钐(SmCl3) α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA) 乙醇,蒸溜水, 盐酸(HCl)
[其中Tb3O2、SmCl3 、EuCl3 、 TTFA为美国ALFR公司进口 ]

2 使用化学掺杂法制备稀土离子共掺配合物通过分析 其敏化发光特性筛选出优良的用于共掺配合物的稀土离子, 敏化发光特性筛选出优良的用于共掺配合物的稀土离子 稀土离子, 并得出不同稀土离子在共掺配合物中的敏化发光特性. 并得出不同稀土离子在共掺配合物中的敏化发光特性.
二 创新点: 创新点:
1.本实验采用化学掺杂法,既先将两种稀土离子混 .本实验采用化学掺杂法, 合再与配体聚合的方法制备出稀土离子共掺配合物, 此方法是在同一配体不同健位掺杂两种稀土离子, 这有利于提高敏化发光效应能量传递效率; 2. 实验较为系统的分析了不同的稀土离子在单掺 配合物 ,共掺配合物中的敏化发光效应. 共掺配合物中的敏化发光效应.
4. 由于稀土离子的发射峰锐、掺杂浓度高、荧光强度高等优点, 所以将Eu离子单掺配合物和Eu离子,Sm离子共掺配合物应用于 所以将Eu离子单掺配合物和Eu离子,Sm离子共掺配合物应用于 光波导,光纤放大器,激光材料等都具有良好的发展前途。
工作展望
由于时间关系,仪器限制本研究工作还存在很多不足, 许多方面还需要完善。 1 在稀土离子共掺配合物实验中发现共掺摩尔比对 敏化发光效应也具有较大影响,所以进一步对不同摩尔 比稀土离子共掺配合物的研究有着很高的研究价值。 2 稀土离子共掺配合物的结构对敏化效应的影响需 要进一步深入研究。
一 实验目的及方案
目的: 目的:
研究不同稀土离子的敏化发光效应, 研究不同稀土离子的敏化发光效应,通过实验分析筛选出 优良的稀土离子作为稀土离子配合物的发光离子, 优良的稀土离子作为稀土离子配合物的发光离子,制备出稀 土离子单掺配合物 ,共掺配合物,并得出不同稀土离子在配 合物中的敏化发光特性. 合物中的敏化发光特性. 实验方案: 实验方案: • 1 制备稀土离子单掺配合物,通过分析其敏化发光特性 制备稀土离子单掺配合物,通过分析其敏化发光特性 筛选出优良的用于单掺配合物的稀土离子 稀土离子, 筛选出优良的用于单掺配合物的稀土离子,并得出不同稀土 离子在单掺配合物中的敏化发光特性. 离子在单掺配合物中的敏化发光特性.
不发光的稀土离子:La 不发光的稀土离子:La
3+,
Lu
3+
,Gd
3+
选取材料
根据稀土离子的发光特性及Dieke能级图通过各类型原料的对比, 根据稀土离子的发光特性及Dieke能级图通过各类型原料的对比, 我们选用发光较强且能级较匹配的Sm 我们选用发光较强且能级较匹配的Sm 3+、Eu 3+、Tb 3+做为中心发光 离子, 选择β 二酮类的α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA)做为配体 离子, 选择β-二酮类的α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA)做为配体
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Wavelength/nm
Wavelength/nm
Sm,Eu共掺配合物的荧光光谱
Eu(TTFA)3。
其反应方程如下: 其反应方程如下:
最终得到三种稀土离子单掺配合物Eu(TTFA)3
Tb(TTFA)3
Sm(TTFA)3
使用400nm激发光激发三种样品分别得到他们的荧光光谱
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Intensity/a.u.
Intensity/a.u.
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