smr-fbar布拉格反射栅复合薄膜结构的制备及器件热性能研究

一１１Ｙ１１２１§１１签删蝉／１１／１１望１１／／／穹１／长春理工大学硕士学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，《Ｅｕ３＋／Ｔｂ３＋／Ｓｍ３＋掺杂硼硅酸盐玻璃

的发光特性研究》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

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目录

摘要

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

第一章绪论……………………………………………………………………………１１．１引言：……………………………………………………………………………………１１．２稀土离子的发光机理…………………………………………………………………一１１．２．１稀土元素简介……………………………………………………………………·１１．２．２电子结构和能级…………………………………………………………………·２１．２．３稀土离子的跃迁方式……………………………………………………一ｋ……４１．３玻璃的性质及结构………………………………………………………………………６１．３．１玻璃的简介………………………………………………………………………一６１．３．２玻璃的结构………………………………………………………………………·７１．３．３硼硅玻璃的结构…………………………………………………………………·９１．３．４钠硼硅玻璃的结构………………………………………………………………·９１．４白光ＬＥＤ的现状………………………………………………………………………１０１．５稀土发光玻璃的优势…………………………………………………………………·１２第二章实验部分………………………………一………………………………………一１３２．１实验原料和设备的选择………………………………………………………………·１３２．１．１实验原料…………………………………………………………………………１３２．１．２实验设备：………………………………………………………………………１３２．２熔制工艺的选择………………………………………………………………………··１４２．２．１玻璃的制备方法…………………………………………………………………１４２．２．２玻璃的退火工艺…………………………………………………………………１５２．２．３样品加工…………………………………………………………………………１５２．３样品测试表征手段……………………………………………………………………··１６２．３．１ｘ射线衍射分析（Ⅺ①）……………………………………………………··１６２．３．２激发光谱…………………………………………………………………………１６２．３．３发射光谱…………………………………………………………………………１７２．３．４吸收光谱／透过率………………………………………………………………··１７２．４具体实验的步骤………………………………………………………………………··１７第三章结果与讨论………………………………………………………………………·２０３．１Ｅｕ３＋掺杂玻璃的发光特性研究………………………………………………………２０３．１．１铕含量变化对铕掺杂玻璃发光性能的影响……………………………………２２３．１．２Ｂ２０３含量对玻璃发光性能的影响……………………………………………··２５３．１．３碱金属氧化物对玻璃发光性能的影响…………………………………………２７

（Ｐｒ）＞钕（Ｎｄ）＞钷（Ｐｍ）＞钐（Ｓｍ）＞铕（Ｅｕ）＞钆（Ｇｄ）＞铽（Ｔｂ）＞镝（Ｄｙ）＞钬（Ｈｏ）＞铒（Ｅｒ）＞铥（Ｔｍ）＞镱（Ｙｂ）＞镥（Ｌｕ），其中镧（Ｌａ）的金属性最好，向两端递减。稀土元素的氮化物、碳化物、磷化物和氢化物也比较容易制得更能溶于常见的酸溶液。此外，稀土元素的４ｆ电子层没有被充满，从而导致了能级跃迁方式多种多样，因此可以成为优质的发光材料［１１－１３Ｊ

１．２．２电子结构和能级

表１．１电子层结构

稀土离子的４ｆ电子层有空轨道，同时该轨道受外界屏蔽。因此，和其它元素相比，稀土元素拥有非常优秀的光谱性质‘１４］，能级跃迁的方式多种多样，而且发光范围极广（如表１－１）基在全部发光范围均可以发射出电磁波，因此只要一提起发光，就离不开稀土元素。

状态，但正是这种高黏度，也让玻璃内部由非晶体想晶体转变的速率变得异常缓慢。常温下，玻璃无法自发的转变为晶体，只有经过热处理等手段，为玻璃提供足够能量，这一转变的势垒就会被打破，使玻璃析晶【ｌ９１。然而从动力学角度看，玻璃又处于的状态又很稳定。在玻璃中这种既稳定又不稳定的状态称为玻璃的亚稳定态。

（３）无固定熔点

非晶体的典型特点是没有固定的熔点，只有一个软化温度范围，无论是玻璃有液态向固态转变还是又固态向液态转变都是在这一软化温度范围内完成。在软化温度范围内，发生着图１．４的过程。在这个软化温度范围内，可以对玻璃进行一些加工，这就是无固定熔点为玻璃在加工过程中带来的优势。

图１．４软化温度下玻璃系统变化图

（４）性质变化的连续性

在形成玻璃的温度范围内，也发生图１．４的变化过程，在该转变过程中，玻璃态物质有着特有的变化，也就是随着组分的差别，每一个状态的物理性质都会呈现一定的变化规律，而这个规律是连续的，这个变化过程是玻璃态物质所共有的，也是玻璃态物质的独特性质。

（５）性质变化的可逆性

当物质的凝聚状态为玻璃态时，将该物质进行重新熔融成型或是相反过程反复进行，其内部都不会有新相产生，因此称其性质具有可逆性［１９］。

１．３．２玻璃的结构

玻璃的组成对其结构有着重要的影响，从而决定玻璃的性质。因此，要想制备一些特殊性能的玻璃材料，就要深刻认识玻璃的结构，研究组成、结构和性能之间的关系，进而就可以通过改变原料的组成，受热的过程以及运用一些物理化学手段，来达到这一目的。

关于玻璃结构的研究，人类从未停止过，虽说直至目前仍无定论，但几种假说对近代玻璃结构学产生了重大影响，图１．５为几种玻璃结构假说。