掺杂导致的Al2O3Er3+的荧光发射的增强效应

在众多的稀土离子中，Er 3+离子是能级最丰富的稀土离子，能够匹配从紫外光到近红外光的宽频段的吸收和发射。

近来，Er 3+离子掺杂的发光材料被不断地合成和在不同的领域广泛研究。

其中，Er 3+离子掺杂的上转换材料被广泛关注，目的是设法提高这些材料的发光强度和发光颜色的可调节性。

目前，大多数Er 3+
离子掺杂的上转换材料的发光效率很低，即使被认为上转换效率很高的E r/Y b:NaY F 4的荧光效率大约为3%[1]，如何大幅度提高上转换荧光材料的效率就成了一个广泛关注的研究课题。

在本文中，Er 3+离子掺杂的A l 2O 3荧光粉被通过先沉淀后退火法合成，被选择作为实验材料。

我们提出了通过掺杂不同的碱土金属离子来进行改变Er 3+离子在Al 2O 3基质环境中的对称性，从而改变Er 3+离子掺杂的Al 2O 3荧光粉的发光效率的想法。

1 实验部分
称量A l (N O 3)3·9H 2O 2.0151 g 溶于25 m L热水中，并进行不断的搅拌。

然后，加入E r C l 3溶液0.5 mL，选择加入B a (N O 3)2,C a (N O 3)2,S r (N O 3)2,
M g (N O 3)2溶液中的一种。

称量N H 4F 1.3077 g 溶于10 m L水中，然后滴加到混合液中，用氨水调节PH。

800度退火2 h，研磨待测试。

用O m n i-λ3007 型稳态荧光光谱仪测量粉体的荧光光谱。

2 结果和讨论
在980n m 激发下，B a 2+,C a 2+,S r 2+, M g 2+四种离子掺杂的A l 2O 3:E r 3+荧光材料的光致发光谱被测量，结果如图1所示。

对于A l 2O 3:E r 3+荧光材料，在980 n m
①基金项目：江苏省自然科学基金（BK20130865）；南京邮电大学科研项目（NY213022和NY213113）。

掺杂导致的Al 2O 3:Er 3+的荧光发射的增强效应
①
王祥夫
(南京邮电大学电子科学与工程学院 南京 210023)
摘 要：通过先沉淀后退火法合成了Al 2O 3:Er 3+荧光粉，研究了980nm激光激发下Al 2O 3:Er 3+荧光粉的光致发光性质。

为了增强Al 2O 3:Er 3+荧光粉的荧光强度，Ba 2+,Ca 2+,Sr 2+,Mg 2+四种离子被掺杂进入了这种荧光粉中。

结果了发现，掺杂后的Al 2O 3:Er 3+荧光粉的荧光强度大幅度增加。

关键词：Al 2O 3:Er 3+ 掺杂 荧光中图分类号：O765 文献标识码：A
文章编号：
1674-098X(2014)08(b)-0218-01
图1 不同离子掺杂的Al 2O 3:Er 3+的荧光光谱：（a）Ba 2+, （b）Ca 2+,（c）Sr 2+,（d）Mg 2+.
（下转220页)
他汀类药物具有改善血管内皮功能、降低血小板聚集、减轻血管炎症，从而降低LDL 水平，抑制动脉粥样硬化进展，降低卒中复发率[3]。

本研究结果显示，对照组治疗前后各项血脂指标水平的差异无统计学意义。

阿托伐他汀组治疗后血TC、LDL水平较治疗前及对照组明显降低；其中血L D L水平降低更显著，治疗后12个月比治疗前显著下降。

另外，治疗后12个月血HDL水平显著高于治疗前及对照组。

提示阿托伐他汀具有降低胆固醇、降低低密度脂蛋白和提升高密度脂蛋白作用[4]。

CR P是由白介素-6刺激肝脏产生的急性期反应蛋白，可以反应体内较低水平的炎症反应，是脑梗死独立危险因素[5] 之一，有研究显示强化他汀类药物治疗，能显著降低血清CRP的浓度。

本研究结果显示，治疗组的血清h s-CR P含量在治疗前明显高于治疗后6个月和12个月（P＜0.01），提示长期服用他汀类药物可以显著降低血清h s-CRP。

综上所述，阿托伐他汀能显著降低血TC、LDL-C水平，提高HDL-C，长期治疗
可以降低h s-CR P，达到有效防治脑血管
疾病，对脑梗死的治疗和预防复发有重要
意义，可在临床治疗中推广应用。

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激发下，发射出弱的411n m,455n m, 547n m,658n m,807n m的荧光峰,这
些发射峰来源于2H
9/2→4I
15/2
,4F
5/2
→4I
15/2
,
4S
3/2→4I
15/2
,4F
9/2
→4I
15/2
,4I
9/2
→4I
15/2
跃迁。

掺杂Ba2+离子后，出现了一系列的光谱性质的变化：①荧光强度比发生了变化，掺杂前547 n m绿光的发射强度小于红光，掺杂后绿光的发射强度大于红光；②掺杂导致了每个发射峰的荧光强度增强。

其中，增强最大的是547n m绿光的发射比掺杂前提高了37倍，658 nm红光也提高了3.5倍左右。

而且掺杂前后光谱的形状也发生了变化，出现了一些不明显的劈裂结构。

掺杂Ca2+离子后，出现了一系列的光谱性质的变化：①荧光强度比变化不大；②掺杂导致了每个发射峰的荧光强度增强，使411 n m的蓝光发射变的明显。

其中，增强最大的是658 n m红光的发射比掺杂前提高了16倍，绿光也提高了10.3倍左右。

而且掺杂前后光谱的形
状也发生了变化，出现了一些明显的劈裂结
构。

掺杂Sr2+离子后，出现了一系列的光谱
性质的变化：①荧光强度比发生了变化，掺
杂前547n m绿光的发射强度小于红光，掺
杂后绿光的发射强度几乎与红光的发射强
度相当；②掺杂导致了每个发射峰的荧光强
度增强。

其中，增强最大的是547 n m绿光
的发射，比掺杂前提高了8倍，658 n m红光
也提高了2倍左右。

而且掺杂前后光谱的形
状也发生了变化，出现了一些不明显的劈裂
结构。

掺杂Mg2+离子后，出现了一系列的光
谱性质的变化：①荧光强度比发生了小的变
化；②掺杂导致了每个发射峰的荧光强度增
强。

其中，547 n m绿光的发射比掺杂前提
高了1.25倍，658 n m红光也提高了1.27倍
左右。

而且掺杂前后光谱的形状也发生了变
化，出现了一些不明显的劈裂结构。

以上变化可能来源于两个原因：1.A l3+
的半径比较小，掺杂半径大的Er3+后，Er3+
作为填隙离子出现在A l
2
O
3
晶格中，掺杂碱
土金属离子后导致了晶格的进一步畸变，
这样会使4f电子跃迁几率增大[2]；2.碱土金
属离子掺杂后与A l
2
O
3
形成固溶体，调节了
Er3+周围的晶体场[3]。

参考文献
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