稀土掺杂TiO2基质发光特性
稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用
第43卷㊀第1期2022年1月发㊀光㊀学㊀报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.43No.1Jan.,2022文章编号:1000-7032(2022)01-0008-18稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用胡㊀强,白㊀雪∗,宋宏伟∗(吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室,吉林长春㊀130012)摘要:近年来,钙钛矿纳米晶由于具有优异的光电性质,在发光㊁光电转换等领域获得了广泛的研究,已然成为科研界的 明星材料 ㊂然而,钙钛矿纳米晶存在一些不足之处(例如稳定性差㊁光谱仅限于可见光区等),限制了其应用㊂稀土离子具有丰富的4f 能级和特殊的电子构型,因此,将稀土离子掺杂到钙钛矿纳米晶中,能够显著提升材料的光电性质,并改善稳定性,解决钙钛矿纳米晶面向实际应用需求的关键问题㊂本文详细介绍了稀土掺杂钙钛矿纳米晶的性质,重点对材料在发光二极管㊁太阳能电池以及光电探测器等多个方面的应用实例进行了总结与展望㊂关㊀键㊀词:钙钛矿;纳米晶;稀土;掺杂;发光中图分类号:O482.31㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀DOI :10.37188/CJL.20210330Rare Earth Ion Doped Perovskite NanocrystalsHU Qiang,BAI Xue ∗,SONG Hong-wei ∗(State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics ,College of Electronic Science and Engineering ,Jilin University ,Changchun 130012,China )∗Corresponding Authors ,E-mail :baix @ ;songhw @ Abstract :In recent years,due to their excellent photoelectric properties,perovskite nanocrystals have been extensively studied in the fields of luminescence and photoelectric conversion,and they have become star materials in scientific research circles.However,perovskite nanocrystals have some shortcomings(such as poor stability,the spectrum is limited to the visible light region,etc .),which limit their application.Rare earth ions have abundant 4f energy levels and special electronic configurations.Therefore,doping rare earth ions into perovskite nanocrystals can significantly im-prove the photoelectric properties of the material,improve the stability,and solve the key problem of the perovskite nanocrystals for practical application requirements.We introduce the properties of rare earth-doped perovskite nanocrystals,and focus on the application of materials in light-emitting diodes,solar cells,and photodetectors,respectively.Key words :perovskite;nanocrystals;rare earth;doping;luminescence㊀㊀收稿日期:2021-10-23;修订日期:2021-11-12㊀㊀基金项目:国家自然科学基金-优秀青年科学基金项目(61822506);国家自然科学基金-面上项目(11974142,11874181)资助Supported by National Natural Science Foundation of China(61822506,11974142,11874181)1㊀引㊀㊀言近几年,卤化物钙钛矿纳米晶一直是光电材料领域研究的热点㊂由于其具有荧光量子产率高㊁光谱在整个可见光区可调和谱线窄等优点,在发光二极管(LED )㊁太阳能电池㊁激光器和光电探测器等方面被广泛应用[1-12]㊂一般来说,卤化物钙钛矿纳米晶为ABX 3的结构(其中,. All Rights Reserved.㊀第1期胡㊀强,等:稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用9㊀A位为Cs+等一价金属离子,B位为Pb2+等二价金属离子,X位为F-㊁Cl-㊁Br-和I-)㊂但是,其本身具有一些不足,例如,稳定性差㊁含有毒元素等[13-15]㊂因而,为了克服这些缺点,研究者们提出了一些解决办法:调整X位元素的比例和成分[16-20]㊁控制钙钛矿纳米晶的尺寸[21-23]㊁在B 位置引入稀土(RE)离子或过渡金属离子[24-28]㊂其中,过渡金属和稀土离子掺杂被认为是最有效调节卤化物钙钛矿纳米晶的电子结构和光学性能的方法[29]㊂稀土元素共包括17种元素,由元素周期表中ⅢB族的15种镧系元素以及同属ⅢB族的钪(Sc)和钇(Y)组成㊂它们具有各种多价离子:Ln3+ (n=1~15)和RE3+离子具有[Xe]4f n-1的电子构型,Sc3+和Y3+分别具有[Ar]和[Kr]的电子构型,RE2+(Sm2+㊁Eu2+㊁Yb2+)和RE4+(Ce4+㊁Pr4+㊁Nd4+㊁Tb4+和Dy4+)离子分别具有[Xe]4f n和[Xe]4f n-2的电子结构[30-31]㊂稀土元素具有4f电子组态,并且处于未充满的状态,使其电子跃迁能级非常多,可以发射紫外㊁可见到红外区多个波段的光,激发寿命也很长,可以达到毫秒量级[32-34]㊂由于其电子结构以及可变价态,稀土离子具有独特的发光㊁电磁特性以及氧化还原性质㊂由于稀土离子丰富的4f能级和独特的电子排列,稀土离子掺杂已成为改善钙钛矿纳米晶光电性能的有效方法[35-40]㊂稀土离子内部存在的fңf和fңd电子跃迁过程能够增加钙钛矿纳米晶的发光强度和发光色纯度[41-42]㊂此外,稀土离子可以调节钙钛矿纳米晶的电学㊁光学和化学性质,从而增加其在光电领域的可应用性㊂稀土离子掺杂后的钙钛矿纳米晶展现出了固有的㊁高效的4f-4f窄带发射,同时也提高了钙钛矿纳米晶的光电性质以及稳定性㊂目前,研究者们已经制备出稀土掺杂的钙钛矿纳米晶,表现出优良的性能[35,43-45]㊂本文结合国内外最新研究进展,对稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的基本性质以及应用进行了系统总结㊂2㊀稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的性质金属卤化物钙钛矿纳米晶稳定性差(对水㊁氧㊁热等),其光学特性的可调性有限[46-48]㊂掺杂稀土离子能够更为有效地调控钙钛矿纳米晶的光学和电学特性㊂这些独特的性质主要是由于4f 子壳层中的电子被外部5s和5p子壳层中的电子有效地屏蔽[49]㊂在已经报道的稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的研究工作中,掺杂稀土离子不仅拓宽了钙钛矿材料的光谱范围[35,50],还极大地改善了金属卤化物钙钛矿纳米晶的发光效率和稳定性[51-53]㊂然而,为了保证稀土离子能够有效掺入卤化物钙钛矿纳米晶晶格中,获得结构稳定㊁性能优良的材料,不仅需要选择合适的掺杂元素,而且需要考虑合理的元素组成㊂元素周期表中很多元素都可以作为卤化物钙钛矿纳米晶的组成成分,但是能够形成稳定结构的元素却不多㊂尤其是,卤化物钙钛矿纳米晶的稳定性取决于材料本身的容忍因子t和八面体因子μ[54-55],这也决定了向卤化物钙钛矿体系中进行掺杂的难易程度㊂2.1㊀卤化物钙钛矿纳米晶的晶体结构卤化物钙钛矿满足ABX3的结构(A位为Cs+㊁Rb+㊁FA+等,B位为Pb2+等二价金属离子, X位为F-㊁Cl-㊁Br-和I-),通常呈现被A位包围的八面体结构,并且显示出6个B位与X配位[56]㊂根据A位原子与八面体的排列方式,把钙钛矿材料分为四种类型(如图1所示):零维(0D)㊁一维(1D)㊁二维(2D)和三维(3D)钙钛矿[57]㊂对于3D钙钛矿结构,BX6八面体在三维方向上与相邻的离子共享X位阴离子,八面体之间相互连接[58]㊂相比于3D钙钛矿结构,2D钙钛矿晶体中,BX6八面体仅在二维平面中与共享的X位阴离子连接[59]㊂特别地,当较大的基团占据A位时,例如长链烷基胺阳离子,典型的卤化铅钙钛矿结构将变成2D Ruddlesden-popper(RP)层状钙钛矿结构,此时需要按照层数进行分类[60]㊂同样,在1D钙钛矿晶体结构中,BX6八面体之间呈现一维连接[61]㊂0D钙钛矿晶体比较特别,其中过量的A位原子隔开了BX6八面体,八面体之间没有任何连接[43]㊂卤化物钙钛矿纳米晶具有特定的卤素元素以及不同的配位模式㊂大多数卤化物钙钛矿纳米晶为3D结构,而2D㊁1D和0D结构相对较少[58,61-62]㊂得益于多种类型和各种晶体结构,钙钛矿的结构具有更高的可调节性㊂因此,将稀土离子掺杂到钙钛矿结构中变得更加灵活[43,63-64]㊂㊀. All Rights Reserved.10㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第43卷图1㊀钙钛矿的各种晶体结构㊂(a)3D双钙钛矿;(b)3D单钙钛矿;(c)2D钙钛矿;(d)1D钙钛矿;(e)~(h)0D钙钛矿㊂Fig.1㊀Various crystal structures of perovskites.(a)3D double perovskites.(b)3D single perovskites.(c)2D perovskites.(d)1D perovskites.(e)-(h)0D perovskites.2.2㊀容忍因子t和八面体因子μ理想钙钛矿体系中(满足ABX3结构),阳离子(A位㊁B位离子)和阴离子(X位离子)的半径应满足容忍因子t=(R A+R X) 2(R B+R A)()和八面体因子μ=R B R X(),其中,R A㊁R B和R X分别指A位㊁B位和X位离子的半径[55,65]㊂t值在0.81~1.11之间变化[66],如果超出该范围,立方相的晶体结构将发生扭曲,甚至被破坏㊂若t值较小,将会产生对称性较低的四方结构或正交结构㊂理想立方相结构中,t值在0.89~1.0之间变化[65]㊂μ值在0.44~ 0.90之间,μ值不仅决定了钙钛矿八面体结构的稳定性,而且进一步影响了钙钛矿结构的稳定性[67]㊂对于卤化物钙钛矿纳米晶,可以根据容忍因子t和八面体因子μ来选择合适的稀土离子取代其中B位二价金属离子,从而获取不同结构和性能的钙钛矿纳米晶㊂2.3㊀发光增强和光谱调控卤化物钙钛矿纳米晶具有优良的发光特性,却存在一些不足㊂它们的发光波长仅能在可见光区域内调节,很难达到近红外区,并且发射峰半峰宽(FWHM)通常比较宽[68-69]㊂而稀土离子具有特殊的发光特性:发射峰非常窄㊁FWHM仅有几纳米㊁发光衰减时间比较长(可以达到几微秒)[70-71]㊂最重要的是,稀土离子的发射光谱涵盖了从紫外区到近红外区的较宽范围[72-73]㊂通过掺杂稀土离子,可以实现卤化物钙钛矿纳米晶的发射光谱从可见光区到近红外区的调控㊂同时,稀土离子引入卤化物钙钛矿纳米晶后,不仅拓宽了钙钛矿材料的光谱范围(从可见光区拓宽到近红外区)[35,50],而且显著地改善了钙钛矿纳米材料本身的发光效率[53,74]㊂Pan等首先制备出了一系列稀土离子掺杂的CsPbCl3纳米晶,他们采用稀土卤化盐作为前驱体,在高温(200~240ħ)下通过热注入将稀土离子引入钙钛矿纳米晶[35]㊂荧光光谱表明,未掺杂样品仅有激子发射,而所有稀土掺杂样品均展现出掺杂稀土离子的发射和本身的激子发射,呈现多个发射峰㊂在各种稀土离子掺杂的CsPbCl3纳米晶中,Yb3+掺杂的样品呈现出最高的光致发光量子产率(PLQY,142.7%)㊂根据最早关于Yb3+掺杂CsPbCl3或CsPb(Cl/Br)3纳米晶的工作报道[35,44,75],掺杂后样品均呈现出超过100%的PLQY㊂后续也有报道,Yb3+掺杂的CsPbCl3薄膜和纳米晶均实现了~190%的PLQY[76]㊂这样的高荧光量子产率源自于Yb3+引入钙钛矿纳米晶后,产生的量子剪裁效应,这将在下一部分详细说明㊂另外,还有一些将稀土离子引入钙钛矿纳米晶中,实现了发光性能改善或是发光光谱调控,并未展现出量子剪裁效应㊂例如,Li等通过对CsPbCl3-x Br x(x=0,1,1.5,2,3)进行Eu3+掺杂实现了覆盖整个可见光谱的宽色域发射㊂如图2(a)所示,CsPb X3纳米晶的可调激子光致发光. All Rights Reserved.㊀第1期胡㊀强,等:稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用11㊀覆盖了蓝光到绿光范围(400~520nm )的发射[77]㊂Yao 等通过简单的热注入将Ce 3+掺入CsPbBr 3纳米晶中,通过引入Ce 3+显著调控了PL动力学,提高了CsPbBr 3纳米晶的PLQY (89%)(图2(b))[53]㊂大部分稀土离子引入钙钛矿纳米晶中,都会对发光性能或发光光谱产生影响,可能是单一的光学特性增强,也可能是改变发光光谱的同时敏化了钙钛矿纳米晶的发光㊂图2㊀(a)CsPbCl 3-x Br x ʒEu 3+(x =0,1,1.5,2,3)纳米晶的光致发光光谱[77];(b)左图:未掺杂的和具有不同Ce /Pb 掺杂的CsPbBr 3纳米晶的PL 光谱(365nm 激发),右图:不同CeBr 3(0~50%)浓度下的PLQY [53]㊂Fig.2㊀(a)PL spectra of CsPbCl 3-x Br x ʒEu 3+(x =0,1,1.5,2,3)NCs [77].(b)Left:the PL spectra(excitation at 365nm)of undoped and doped CsPbBr 3NCs with different Ce /Pb ratios.Right:the PLQY versus dopant concentration ofCeBr 3(0-50%)[53].2.4㊀量子剪裁效应量子剪裁是一种下转换发光过程,其概念是Dexter 在1957年提出的,是指吸收一个高能量的光子(紫外或者蓝紫)转换为两个或者多个低能量的光子(可见或者红外)并发射出来的过程,其PLQY 一般会超过100%㊂2017年,Pan 等首次发现Yb 3+离子掺杂CsPbCl 3纳米晶可以实现PLQY 为142.7%的红外发光[35](如图3(a))㊂随后,Milstein 等提出了Yb 3+离子掺杂CsPbCl 3纳米晶的量子剪裁机制(如图3(b))[75]㊂他们指出,电荷补偿形成的Yb 3+-V Pb -Yb 3+(V Pb ʒPb 2+离子空位)电荷中性对在量子剪裁过程中扮演至关重要的角色㊂在导带边缘以下,该Yb 3+-V Pb -Yb 3+对感应出较浅的缺陷能级,这些缺陷能级与宿主材料的固有缺陷竞争来自于导带的皮秒量级非辐射能量转移,随后在单个量子剪裁过程中,几乎共振的能量转移至其中的两个Yb 3+离子㊂2017年,Zhou 等报道了Ce 3+和Yb 3+掺杂的CsPbCl 1.5Br 1.5体系中产生的量子剪裁效应(如图3(c))[44]㊂在该体系中,Ce 3+充当能量供体,Yb 3+充当能量受主㊂2019年,Li 等通过密度泛函理论(DFT )计算,结合之前提出的量子剪裁机制,提出了一种Yb 3+掺杂CsPbCl 3纳米晶的量子剪裁过程[33]㊂他们发现稀土离子掺杂会导致原始CsPbCl 3纳米晶的价带发生变化,而不是产生导带以下的浅缺陷能级,并且独特的Pb(RA)原子具有捕获激发图3㊀逐步能量转移机制(a)㊁掺杂Yb 3+的CsPbCl 3的量子剪裁机制(b)㊁将Ce 3+-Yb 3+掺入无机CsPb X 3中的量子剪裁机制(c)示意图[33]㊂Fig.3㊀Scheme of stepwise energy transfer mechanism(a),quantum cutting mechanism for Yb 3+-doped CsPbCl 3(b),the con-ventional quantum cutting mechanism with Ce 3+-Yb 3+incorporated into inorganic CsPb X 3(c)[33]. All Rights Reserved.12㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第43卷态,与RA Yb 3+-V Pb -Yb 3+对相关联,定位光生电子,进而实现量子剪裁过程(如图4所示)㊂在该种量子剪裁过程中,Yb 3+-V Pb -Yb 3+的电荷中性对最可能存在于与Pb (RA )原子相关的晶体基质中;具有捕获激发态的Pb(RA)原子作为能量供体,在一个量子剪裁过程中激发两个Yb 3+离子㊂重要的是,由于Yb 3+-V Pb -Yb 3+电荷中性对与Pb (RA)原子结合产生的自然接近,有利于从Pb (RA)原子到两个相邻Yb 3+离子的能量转移,从图4㊀Yb 3+掺杂立方相CsPbCl 3量子剪裁机理示意图[33]Fig.4㊀Scheme of proposed quantumcutting mechanism forYb3+-doped CsPbCl 3of cubic phase[33]而同时激发两者,有助于实现量子剪裁㊂然而,需要进一步深入的实验和理论研究来印证量子剪裁机制㊂上述研究都是在带隙大于2.88eV (对应发光波长为430nm)的CsPbCl 3或CsPb(Cl /Br)3纳米晶中掺杂Yb 3+离子㊂而研究者们发现,将Yb 3+掺杂到带隙更窄的钙钛矿纳米晶中,例如CsPbBr 3和CsPbI 3纳米晶,具有一定的挑战性㊂因此,调节主体钙钛矿纳米晶的带隙对于了解带隙在量子剪裁效应中的角色十分重要㊂研究者们提出了以下两种策略来解决将Yb 3+离子掺杂到更窄带隙纳米晶中的挑战:(1)在合成后把Yb 3+掺杂到纳米晶中[38];(2)对于掺杂Yb 3+的CsPbCl 3纳米晶进行阴离子交换[75]㊂将Yb 3+离子掺杂进入合成后的CsPb X 3纳米晶(也掺入CsPbBr 3纳米片)中,实现了近红外区的Yb 3+发射[38](如图5(a))㊂然而,在CsPbBr 3和CsPbI 3纳米晶中,Yb 3+在近红外区的发射显著降低㊂在离子交换方法中,如果纳米晶带隙小于2.5eV,Yb 3+的近红外光发射急剧下降[75](图5(b ))㊂因此,将2.5eV 称为将Yb 3+掺杂进CsPbCl x Br 1-x 纳米晶实现量子剪裁效应的阈值,在带隙大于2.5eV 的钙钛矿纳米晶中才会实现量子剪裁效应㊂图5㊀(a)通过合成后Yb 3+掺杂获得的未掺杂和x %Yb 3+掺杂的CsPb X 3(X =Cl,Br,I)纳米晶以及CsPbBr 3钙钛矿纳米片(蓝色光谱)的光致发光光谱[38];(b)992nm 处Yb 3+的PLQY 随CsPb(Cl x Br 1-x )3纳米晶光学带隙的变化[75]㊂Fig.5㊀(a)PL spectra of undoped and x %Yb 3+-doped CsPb X 3(X =Cl,Br,I)perovskite nanocrystals along with CsPbBr 3per-ovskite nanoplatelets(NPLs,blue spectra)obtained through post synthesis Yb 3+doping [38].(b)PLQY of Yb 3+emissionat 992nm as a function of the optical band gap of CsPb(Cl x Br 1-x )3nanocrystals [75].3㊀应㊀㊀用卤化物型稀土离子掺杂及稀土基钙钛矿纳米晶的应用主要集中在发光领域,利用稀土离子调节卤化物钙钛矿纳米晶的发光光谱是该领域的研究热点㊂近几年,已经有系列工作报道了稀土离子掺杂卤化物钙钛矿纳米晶㊂对于发光二极管,掺杂稀土离子不仅提高了材料和器件的效率,拓宽了发光光谱范围,而且显著改善了材料和器件的稳定性[52-53,74,78-79]㊂在太阳能. All Rights Reserved.㊀第1期胡㊀强,等:稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用13㊀电池中,基于稀土离子掺杂钙钛矿薄膜制备出的器件具有较高的光电转换效率和持久的稳定性[40,80]㊂3.1㊀稀土离子掺杂卤化物钙钛矿纳米晶在发光领域的应用钙钛矿纳米晶具有发光谱线窄和光谱范围可调等优异的光学性质,在发光领域一直备受关注㊂对卤化物钙钛矿纳米晶进行稀土离子掺杂后,能够将二者的发光特性结合,改善卤化物钙钛矿纳米晶发光特性,促进了卤化物钙钛矿纳米晶在LED领域的应用㊂由于稀土离子本身独特的电子结构,引入钙钛矿纳米晶晶格后,会对发光性能产生不同的影响,主要包括:(1)引入稀土离子仅敏化了钙钛矿纳米晶的发光,提升了材料本身的发光性能,而并未改变钙钛矿纳米晶本身的发光光谱,进而使电致发光LED的性能得以显著提升㊂例如,Yao等通过热注入方法将Ce3+离子掺杂到CsPbBr3纳米晶中,增强了PLQY并实现了高效的LED器件(图6(a))[53]㊂他们发现,当Ce3+掺杂量增加到2.88%(Ce与Pb的原子百分比),CsPbBr3纳米晶的PLQY达到89%;并表明掺杂Ce3+诱导的近带边缘态调节了CsPbBr3主体的PL动力学,进而大幅度提升了光学性质㊂采用Ce3+掺杂的CsPb-Br3纳米晶作为发光层制备LED,其外量子效率(EQE)从1.6%提高到4.4%㊂最近,Chiba等报道了三价镧系元素卤化物氯化钕(NdCl3)掺杂的钙钛矿纳米晶,并制备了蓝色电致发光LED[79]㊂掺杂NdCl3后,钙钛矿纳米晶在478nm展现蓝光发射,溶液PLQY高达97%㊂基于NdCl3掺杂钙钛矿纳米晶研制的蓝光LED的外量子效率为2.7%(图6(b)),器件性能显著提升㊂他们将这种性能提升归因于Nd3+对非辐射复合的有效抑制㊂同样地,Xie等通过向CsPbBr3纳米晶中掺杂Nd3+离子[81],实现了中心波长为459nm㊁光致发光量子产率高达90%的蓝光纳米晶㊂对于光学性能的提升,他们认为是由于Nd3+掺杂时价带和导带变平导致的激子结合能增加以及掺杂引起的晶格收缩导致的激子振荡强度增强的结果㊂(2)引入稀土离子不仅敏化了材料本身发光,还改变了材料发光光谱,使发光光谱覆盖整个可见光区,进而产生白光发射㊂对于稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶产生白光发射的研究,一直备受关注㊂2018年,Pan等成功制备了Ce3+/Mn2+共掺杂的CsPbCl3钙钛矿纳米晶,获得了单一成分的稳定白光发射㊂Ce3+离子的引入不仅补充了蓝光和绿光成分,而且还敏化了Mn2+离子的红光发射㊂最终,采用2.7%Ce3+和9.1%Mn2+共掺杂的CsPbCl1.8Br1.2纳米晶实现了白光发射,PLQY 达到75%[74]㊂随后,他们采用365nm GaN LED 芯片和共掺杂钙钛矿纳米晶制备了光致发光白光LED,器件发光效率为51lm/W,显色指数为89 (图6(c))㊂通常,采用近紫外芯片激发稀土离子掺杂氧化物制备的白光LED能够产生高达94的显色指数,但是仅能实现23lm/W的低流明效率[82]㊂而对于近紫外光激发稀土离子掺杂的钙钛矿纳米晶却能在实现高显色指数的同时保持较高的器件流明效率㊂类似地,Cheng等将Eu3+和Tb3+引入CsPbBr3纳米晶玻璃中,并采用蓝光芯片激发,在20mA的电流下实现了85.7的显色指数和63.21lm/W的发光效率(图6(d))[52]㊂以上两个报道证明了稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶在白光发光二极管上的巨大应用潜力㊂不同于Pan等采用近紫外芯片激发方式制备的光致发光LED,Sun等制备了电致发光白光LED,发光层材料采用Sm3+掺杂的CsPbCl3纳米晶㊂首先,她们通过一种改进的热注入方法制备了高效的Sm3+离子掺杂CsPbCl3纳米晶,Sm3+掺杂CsPbCl3纳米晶的PLQY达到85%㊂基于Sm3+掺杂的CsPbCl3纳米晶制备出的电致LED (如图6(e)~(f)所示)展现了出色的白光电致发光特性[78],得益于从CsPbCl3纳米晶主体到Sm3+的有效能量转移,实现了色坐标为(0.32,0.31)㊁最大亮度为938cd/m2㊁外量子效率为1.2%㊁显色指数为93的单组分白光钙钛矿电致LED㊂这是首次实现单组分白光钙钛矿LED,消除了与多组分钙钛矿进行离子交换的麻烦和串联钙钛矿LED器件结构设计的困难,具有重要意义㊂将稀土离子引入钙钛矿纳米晶后,无论是增强单色发光,还是实现白光发射,都能够有效地将钙钛矿纳米晶与稀土离子的优点充分地结合,实现更佳的光学性能㊂将稀土离子与钙钛矿纳米晶结合,促进了钙钛矿纳米晶今后在发光与显示领域的应用,同时也展现了二者结合后的巨大发展前景㊂. All Rights Reserved.14㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第43卷图6㊀(a)分散在甲苯溶液中未掺杂的CsPbBr 3和掺杂Ce 3+的CsPbBr 3光致发光光谱及其在5V 电压下的电致发光光谱,插图显示了在5V 电压下相应器件的照片[53];(b)基于Nd 3+掺杂的钙钛矿纳米晶发光二极管的外量子效率-电流密度特性[79];(c)基于2.7%Ce 3+/9.1%Mn 2+掺杂的CsPbCl x Br 3-x 纳米晶LED 的CIE 色坐标(A (0.42,0.33)㊁B(0.39,0.32)㊁C(0.37,0.30)和D(0.33,0.29)),插图是在365nm 紫外灯下的2.7%Ce 3+/9.1%Mn 2+掺杂的CsPbCl x Br 3-x 纳米晶的光致发光图[74];(d)基于Eu 3+和Tb 3+共掺的CsPbBr 3纳米晶玻璃LED 的CIE 色坐标(0.3335,0.3413),插图为Tb3+/Eu 3+共掺杂CsPbBr 3纳米晶玻璃照片㊁制备出的LED 发射光谱和发光照片[52];(e)基于Sm 3+离子掺杂CsPbCl 3LED 器件结构示意图[78];(f)基于具有不同掺杂浓度的Sm 3+离子掺杂CsPbCl 3纳米晶LED 的CIE 色坐标,插图为具有不同Sm 3+离子掺杂浓度的钙钛矿LED 照片[78]㊂Fig.6㊀(a)EL spectra at an applied voltage of 5V and their corresponding PL emission spectra for undoped CsPbBr 3and Ce 3+-doped CsPbBr 3when dispersed in toluene solution [53].(b)EQE-current density characteristics of perovskite LEDs [79].(c)CIE chromaticity coordinate of the LED from 2.7%Ce 3+/9.1%Mn 2+-codoped CsPbCl x Br 3-x nanocrystals(A(0.42,0.33),B(0.39,0.32),C(0.37,0.30),and D(0.33,0.29)).The inset is PL images of 2.7%Ce 3+/9.1%Mn 2+-codoped CsPbCl x Br 3-x nanocrystals under a 365nm UV lamp [74].(d)CIE color coordinates based on Eu 3+and Tb 3+co-doped CsPbBr 3nanocrystalline glass LED(0.3335,0.3413).The illustration shows the photo of Tb 3+/Eu 3+co-doped CsPbBr 3nanocrystalline glass,the emission spectrum of the prepared LED and the luminescence photo of the working LED [52].(e)Sm 3+ion-doped CsPbCl 3LED device structure diagram [78].(f)CIE coordinates for the perovskite LED based on Sm 3+ion-doped CsPbCl 3nanocrystals with different doping concentrations.Inserts:photographs of perovskiteLEDs with different Sm 3+ion doping concentrations [78].3.2㊀稀土离子掺杂卤化物钙钛矿纳米晶在太阳能电池领域的应用稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶在太阳能电池方面的应用主要有以下三种:(1)采用稀土离子掺杂钙钛矿作为功能层的钙钛矿太阳能电池;(2)采用稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶作为量子剪裁层的硅太阳能电池;(3)利用稀土掺杂钙钛矿纳米晶量子剪裁效应制备的太阳能发光集中器㊂3.2.1㊀稀土掺杂钙钛矿太阳能电池(PSC )在卤化物钙钛矿材料中,铅基钙钛矿材料具有优秀的光伏性质,已经有较多的文章报道了基于卤化铅钙钛矿材料的太阳能电池,一直是研究热点㊂但是,铅基的卤化物钙钛矿材料在潮湿㊁高温和氧化还原环境下容易分解,导致器件性能显著下降,同时基于卤化铅钙钛矿材料的太阳能电池的功率转换效率(PCE )远未达到其理论极限[83-86]㊂掺入稀土离子是提高卤化铅钙钛矿材. All Rights Reserved.㊀第1期胡㊀强,等:稀土离子掺杂钙钛矿纳米晶的光学性质和应用15㊀料稳定性的重要手段[40,87-88],也可以进一步提升钙钛矿太阳能电池的PCE以及器件稳定性㊂例如,Duan等将一系列的稀土离子掺入CsPbBr3薄膜中,并制备了太阳能电池[40]㊂他们发现掺杂稀土离子后,延长了载流子迁移时间,显著抑制了钙钛矿膜表面的电子和空穴的复合㊂在不使用金属电极和空穴传输层的情况下,器件获得了10.14%的PCE,开路电压也达到1.59V㊂与此同时,电池表现出高稳定性,在80%相对湿度下存放110d,器件的PCE基本没有变化㊂此外,电池在80ħ下工作60d后仍保持高效率(如图7所示)㊂图7㊀(a)无空穴传输层㊁全无机PSC的横截面扫面电镜图像;(b)基于几种稀土离子掺杂的无机PSC特征电流-电压曲线;未封装的原始器件和Sm3+掺杂器件在25ħ和80%RH(c)㊁80ħ和0%RH(d)下的长期稳定性[40]㊂Fig.7㊀(a)The cross-sectional SEM image of a HTM-free,all inorganic PSC.(b)Based on inorganic PSC doped with several rare earth ions J-V curves.Long-term stability of the pristine and Sm3+doped devices without encapsulation under25ħand80%RH(c),80ħand0%RH(d)[40].在另外两个报道中,分别在卤化铅钙钛矿中进行了Nd3+和Yb3+掺杂㊂首先,Wang等制备了Nd3+掺杂MAPbI3薄膜的PSC[89]㊂与原始杂化钙钛矿材料相比,掺Nd3+杂化钙钛矿材料具有优异的薄膜质量,陷阱态密度大大降低,电荷载流子寿命明显延长,载流子迁移率提高,载流子传输更平衡㊂结果,由Nd3+掺杂的混合钙钛矿材料制成的平面异质结PSC表现出21.15%的高可重复PCE,并显著抑制了光电流滞后㊂随后,Shi等通过在合成过程中进行原位(Yb3+)掺杂,合成了CsPbI3纳米晶,并显示出优良的光电性能[90]㊂实验结果表明,Yb3+可有效减少材料表面和晶格空位引起的缺陷数量和陷阱态密度,有助于改善钙钛矿纳米晶的结晶度㊁热稳定性和载流子传输速率㊂采用Yb3+掺杂CsPbI3纳米晶制备的太阳能电池实现了13.12%的PCE(如图8(a)),器件稳定性明显得到改善(如图8(b))㊂. All Rights Reserved.16㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第43卷图8㊀(a)基于Yb 3+掺杂的CsPbI 3太阳能电池电流-电压特性曲线,插图为掺杂后样品的透射电镜图[90];(b)无封装基于20%和50%Yb 3+掺杂CsPbI 3纳米晶器件的环境存储稳定性[90]㊂Fig.8㊀(a)The current-voltage characteristic curves of a solar cell based on Yb 3+doped CsPbI 3.The inset shows the TEM imageof the sample after doping [90].(b)The ambient storage stability of the devices based on CsPbI 3,20%Yb-doped and 50%Yb-doped CsPbI 3nanocrystals without encapsulation [90].图9㊀(a)基于掺杂0.15%不同M (acac)3(M =Eu 3+,Y 3+,Fe 3+)的(FA,MA,Cs)Pb(I,Br)3(Cl)PSC 的原始性能演变;(b)电流密度-电压曲线,稳定的输出(在0.97V 下测得)和掺有0.15%Eu 3+器件的参数;(c )掺有0.15%[M (acac)3(M =Eu 3+,Y 3+,Fe 3+)]MAPbI 3(Cl)制备PSC 的长期稳定性(在惰性条件下保存),在1太阳光照射或85ħ老化条件下,掺入Eu 3+-Eu 2+的器件和参比器件的PCE 演变;半个PSC(原始PCE:掺杂0.15%Eu 3+的PSC,(19.21ʃ0.54)%;参比PSC,(18.05ʃ0.38)%)(d)和完整的PSC(原始PCE:掺杂0.15%Eu 3+的PSC,(19.17ʃ0.42)%;参考PSC,(17.82ʃ0.30)%)(e),扫描速度为20mV /s;(f)在0.97V 和1太阳光照下测得的掺有0.15%Eu 3+器件归一化PCE 随时间的变化[87]㊂Fig.9㊀(a)Original performance evolution based on (FA,MA,Cs)Pb(I,Br)3(Cl)perovskite with the incorporation of 0.15%differ-ent M (acac)3(M =Eu 3+,Y 3+,Fe 3+).(b)The J-V curve,stable output(measured at 0.97V),and parameters of 0.15%Eu 3+-incorporated champion devices.(c)Long-term stability of PSCs based on MAPbI 3(Cl)perovskite absorber with the in-corporation of 0.15%different [M (acac)3(M =Eu 3+,Y 3+,Fe 3+)],stored in inert condition.The PCE evolution of Eu 3+-Eu 2+-incorporated and reference devices under 1sun illumination or 85ħaging condition.Half PSCs(original PCE:0.15%Eu 3+incorporated PSCs,(19.21ʃ0.54)%;reference PSCs,(18.05ʃ0.38)%)(d)and full PSCs(original PCE:0.15%Eu 3+incorporated PSCs,(19.17ʃ0.42)%;reference PSCs,(17.82ʃ0.30)%)(e).Scanning speed is 20mV /s.(f)Normalized PCE of of 0.15%Eu 3+-incorporated device as a function of time,measured at 0.97V and 1-sun illumination [87]. All Rights Reserved.。
稀土发光纳米材料发光特性的研究进展
历经十多年的研 究, 国内 外专家已经 在稀土发光 纳米 材料中揭示出很多不同于体相 材料的特殊属性 [ 5]。特 别是 近两年, 对稀土发光纳米晶的发 光特性研 究掀起了一 个新 的 高潮, 本 文将 以掺杂 Eu3+ 离 子的 稀土发 光纳 米材料 为 例, 着重介绍近几年来取得 的研究进展, 同时对未来 的发 展趋势进行了展望。 1 稀土发光纳米材料的发光特性 1 1电荷迁移 带的移动 光谱峰 值向短 波长方 向移动 的现
1 3发光效率和发光强 度变化 通常纳 米晶中 稀土发 光强 度都低于体相材料, 这是因为纳 米晶表面 缺陷形成无 辐射 猝灭中心, 另外纳米微粒对紫外 激发光的 强散射也会 导致 激发效率的下降。近几 年, 人们通过包 覆、钝化、掺 杂等 修饰手段, 取 得了 很好 的效 果。王 静慧 等 [ 21] 发现 他们 用 纳米包覆法制备的 BaM gA l10O17! Eu2+ 荧光粉比相应体材料 发光强度大 1倍多。 陈宝玖 等 [ 22] 用 燃烧法 制备 纳米 Y2O3 ! Eu3+ 时引入少量 A g+ 离子, 发现量 子效率提高 12% , 荧 光强度可增大 50% , 并认为是大粒 径的 A g+ 离子可能与纳 米晶表面 O2- 结 合, 部分 消除了纳米晶 表面无 辐射猝 灭中 心, 使量子效率提高, 另外还使 激发光更 有效地到达 发光 中心, 提高了激发效 率。顾牡 等 [ 23] 在 G d2 O3 !Eu3+ 纳米荧 光粉中掺杂 L i+ , Zn2+ 离子, 发现 Eu3+ 的 611nm 处的发光 强度可达到未掺杂时 的 2 5倍, 原因 可归结为 使晶粒 由单 斜相向更利于 发光 的立方 相转 变、氧空 位的 敏化剂 作用、
稀土Eu 3+掺杂纳米TiO2—SiO2发光材料的制备和发光性质的研究
光 谱 学 与 光 谱 分 析
Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ａｎｄ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｖｏ１．３１，Ｎｏ．５，ｐｐｌ１９３—１１９６ Ｍ ａｙ， ２０１１
稀 土 Ｅｎ３＋掺 杂 纳 米 ＴｉＯ２一 Ｓｉｏ２发 光 材 料 的 制 备 日期 ：２０１０—０７—１６，修 订 日期 ：２０１０—１０－１６ 基 金 项 目 ：国家 自然 科 学 基 金 项 目 （２０１６１００１），内 蒙 古 自 治 区 自然 科 学 基 金 项 目 （２００５０８０１０２０６）和 内 蒙 古 师 范 大 学 科 研 基 金 项 目
３２次 ，分辨率 ４ ｃｍ～，ＫＢｒ压片法。荧光光谱仪为 日本 日立 公 司 Ｆ－４５００ 型 Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ，１５０ Ｗ 的 Ｘｅ灯 作 为 激 发 源 ，光 电 倍 增 管 电压 ４００ Ｖ。差 热 热 重 仪 为 岛 津 公 司 ＤＴＧ－６０Ｈ ，升 温 速 度 为 ５℃ ·ｍｉｎ一 。Ｘ 射 线 粉 末 衍 射仪 （Ｄ８ Ａｄｖａｎｃｅ型 ，Ｂｒｕｋｅｒ Ｇｅｒｍａｎｙ射线源为 ＣｕＫａ，辐射 波 长 为 １．５４０ ６ Ａ，管 电压 ４Ｏ ｋＶ，管 电流 ４０ ｍＡ，扫 描 范 围 １０。～７Ｏ。）。透射 电镜 为德国 Ｚｅｉｓｓ公 司 Ｓｕｐｒａ－５５型仪器 ，加 速 电压 ２００ ｋＶ。 １．２ 样 品制 备
实 验 中 采 取 统 一 配 方 ： ＋＆ ： Ｈｎ（）：ｎＨＡ ： （）Ｈ— ｌ：４：１．２：１５。首 先 在 烧 杯 中 加 入 一 半 定 量 体 积 的 无 水 乙 醇 ，再依次加入计算量的 ＨＡｃ，ＴＢＯＴ，ＴＥＯＳ，磁力搅拌混 和均匀形成 Ａ溶液 ；在另一烧 杯 中将 计算量 的水 、ＥｕＣ１。溶 液加入另一半体积 的无水 乙醇 中，并用 盐酸 酸化 ，磁 力搅拌 均 匀 形 成 溶 液 Ｂ。将 Ｂ溶 液 在 剧 烈 搅 拌 下 逐 滴 滴 入 到 Ａ溶 液 中 ，滴加 完 毕 后继 续搅 拌 直 至 溶 液 具 有 强 粘 性 不 能搅 拌 时 停 止 搅 拌 ，将 所 得 样 品 自然 晾 干 ，得 Ｔｉ（）２一 Ｓｉ（）２凝 胶 。再 将 所 得 的 凝 胶 研 磨 后 于 所 需 温 度 退 火 处 理 。溶 液 中各 组 分 的 配 比 根 据 实 验 需 要 进 行 配 制 。
稀土掺杂光电材料的光谱特性
稀土掺杂光电材料的光谱特性稀土掺杂光电材料，这可真是个有趣又神秘的领域！我还记得有一次参加学术研讨会，遇到了一位研究稀土掺杂光电材料的专家。
他在台上激情洋溢地讲解着，那专注的神情让我深受触动。
当时台下的我，心里充满了好奇和期待，渴望能更深入地了解这个奇妙的世界。
咱们先来说说啥是稀土掺杂光电材料吧。
简单来讲，就是把稀土元素掺入到一些基础的光电材料里，然后就像给这些材料注入了神奇的魔法一样，它们的性能就发生了巨大的变化。
稀土元素，那可是材料界的宝贝疙瘩。
比如说镧（La）、铈（Ce）、镨（Pr）、钕（Nd）等等，它们各自都有着独特的电子结构和光学特性。
当这些稀土元素被掺杂进光电材料中，光谱特性就变得丰富多彩起来。
就拿发光特性来说吧，掺杂后的材料发光颜色那叫一个绚烂，红的、绿的、蓝的，简直就像一个五彩斑斓的光的调色盘。
而且，它们发光的强度和效率也大大提高了，这在照明、显示等领域可是有着巨大的应用潜力。
再说说吸收特性。
原本普通的光电材料可能对某些波长的光吸收不太好，但稀土掺杂之后，情况就大不一样啦。
它们就像一个个精准的小猎手，能更有效地捕捉各种波长的光，提高了对光能的利用效率。
比如说，在太阳能电池中，稀土掺杂的光电材料能够吸收更宽范围的太阳光，从而提高电池的转化效率。
这意味着我们未来的太阳能设备可能会更加高效，为我们的生活带来更多的清洁能源。
还有一个有趣的现象，就是稀土掺杂光电材料的荧光寿命也会发生变化。
有的变得更长，有的变得更短。
这就好像是在控制光的“停留时间”，为不同的应用场景提供了更多的可能性。
在实际应用中，研究稀土掺杂光电材料的光谱特性可不是一件轻松的事儿。
科研人员需要进行大量的实验和测试，不断调整掺杂的比例、工艺条件等等。
我曾经参观过一个实验室，看到科研人员们穿着白大褂，戴着护目镜，在各种精密仪器前忙碌着。
他们的眼神中充满了专注和执着，为了得到更准确的数据，一遍又一遍地重复着实验，那种严谨的态度真的让人敬佩。
稀土Eu掺杂纳米TiO2的荧光特性研究及其应用
酯在 酸一 水溶 液 中发 生 溶 胶一 胶 反 应 ， 备 了一 种 可 凝 制 作 为 荧光 标记 分 子 的 Ｅ 抖／ ｉ ｕ Ｔ Ｏ。荧光性 纳 米微 粒 ， 并 对样 品的 形貌 、 成及 结构 进行 了表 征 。结 果表 明 ， 组 纳
米 粒 子 的 平 均 粒 径 ５ ｍ 。 用 ４ ８ ｍ 激 发 光 源 激 发 样 ｎ ６ｎ
水。 ２ ２ 实 验 方 法 ． ’
关键 词 ： Ｅ ｕ掺 杂 ； ｏ ； 胶～ 胶 法 ； 光 ； 葱 表 Ｔｉ 溶 凝 荧 洋
皮 细 胞
中 图 分 类 号 ： Ｏ １ ． ； ５ ． ６ １ ４ ０６ ７ ３
文 献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ １９ ３ （０ ０ 增 刊 ３０ ３ —３ １ ０ —７ １ ２ １ ） －５ ００
１ 引 言
近年来 ， 纳米 材 料 生 物效 应 的研 究 已经 成 为 迅 速
发 展 的 纳 米 药 物 和 纳 米 生 物 技 术 的 基 础 。 纳 米 Ｔｉ Ｏ
２２１ Ｅ 抖／ Ｏ ． ． ｕ Ｔｉ 纳米 晶体 的制备 将 ２ 的 ＴｉＯ ｕ 边 搅 拌边滴 加 到 ８ ５ ｍＩ （Ｂ ） ｍＬ的 ｉ — Ｐ ＯＨ 中 ， 之充 分 混 合 均 匀 ， 到 溶 液 Ａ； 定 量 的 ｒ 使 得 一
４ ） 入到 ２ ０ 加 ０ ｍＬ的水 中 ， 制其 ｐ 值 １ ５ 得 到溶 控 Ｈ ．， 液 Ｂ； 溶液 Ｂ置 于 冰水 浴 中 ， 高 速 机 械 搅 拌 下 ， 溶 在 将
液 Ａ 以每 ３ ｓ滴 的速 度 ， 慢 地滴 加 到 Ｂ 中 ， 至 ～４ ／ 缓 直 ＴｉＯ ｕ 完 全 水 解 ， 到 溶 液 Ｃ； 溶 液 Ｃ 在 恒 温 （Ｂ ） 得 将
稀土掺杂和过渡金属离子掺杂发光纳米材料
稀土掺杂和过渡金属离子掺杂发光纳米材料具有以下特性：
稀土掺杂无机纳米材料。
具有优良的光学性能，例如荧光寿命长、光谱线宽窄、可调谐荧光发射波长等。
这些特性使其在荧光生物标记等方面具有潜在应用，有望成为替代分子探针的新一代荧光生物标记材料。
过渡金属离子掺杂的上转换发光纳米材料。
由于其独特的发光特性，在生物靶向成像、太阳能电池、光催化等诸多领域具有潜在用途。
例如，Mn^(2+)掺杂的钙钛矿三氟化物微纳米材料，通过控制反应条件可以获得尺寸均一、形貌可控的新颖微纳米材料。
这种材料在980nm 激光激发下，除了可见光发光外，还展现出近红外发光，具有潜在的应用价值。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅相关文献或咨询相关学者。
稀土掺杂氧化物光催化性能研究
稀土掺杂氧化物光催化性能研究随着人们对环境污染的重视，光催化技术逐渐成为了新兴的环保治理方法之一。
其中，稀土掺杂氧化物是一类很具有潜力的光催化材料。
它具有许多优异的光电学和催化性质，因此引起了广泛的研究兴趣。
本文将着重阐述稀土掺杂氧化物的一些光催化性质的研究进展。
一、稀土掺杂氧化物的研究背景稀土元素从上世纪中期开始逐渐成为人们关注的重点材料。
稀土元素在有机物催化、气体催化和光催化反应等方面具有重要的应用价值。
掺杂稀土元素后的氧化物不仅在光催化领域表现出显著优异的性能，其在电催化反应、分离膜、气敏等领域也具有广泛的应用前景。
掺杂稀土元素后的氧化物在光催化反应中，具有高的光学吸收率、可调谐的电子结构、较强的电子传输性能和优异的催化效率。
这些性质都是通过调控稀土元素的价态、晶格结构和表面形貌来实现的。
二、稀土掺杂氧化物的光催化性质1、对可见光的吸收性能稀土元素由于其独特的光物理和化学性质，在材料中具有很强的吸收、发射和转移电荷等特点。
因此，稀土掺杂的氧化物材料可以在紫外线和可见光等波长范围内吸收光线，这是它们优异的光催化性能的重要基础。
研究发现，不同稀土元素掺杂下的氧化物材料对可见光的吸收能力不同。
如，采用Y3+、La3+、Eu3+和Gd3+等稀土元素分别掺杂于TiO2纳米晶体中，可见光吸收能力依次增强。
其中，Eu3+掺杂的TiO2纳米晶体在全光谱范围内具有较好的吸收性能。
2、电子传输和储存在光催化反应中，光生载流子的传输是影响催化效率的关键因素。
稀土掺杂氧化物材料的电子传输性质较高，这可以通过电学测试和荧光探针法进行表征。
研究显示，掺杂稀土元素后的氧化物材料具有高的电子传输速率和良好的电子传输能力。
此外，在电子储存方面，稀土掺杂氧化物材料的电子具有较长的寿命，极大地提高了其在持续光催化反应中的催化能力。
3、表面缺陷结构稀土掺杂氧化物的表面结构特征与其催化性能密切相关。
表面的缺陷和孔结构是影响催化能力的重要因素。
稀土元素发光特性及其应用(精)
ty.
Keywords:rare_earth;luminescence material;laster material;fluorescence material
激光在医学上可当成/手术刀0用于眼科和牙科等外科手术.例如钬激光器[8]便可用于治疗青光眼.手术时,医生向结膜皮层插入一根石英光纤针,将钬激光器发射的激光输送到巩膜上,通过控制,在巩膜上烧出直径为0.2-0.3毫米的小孔,让一种药液泻流到结膜和巩膜之间的腔体内,以保持正常眼压,从而治愈青光眼病.脉冲钕激光器(Nd-YAG,钕钇铝石榴石已用于牙科医疗中,并逐步取代古老的钻孔机.该激光器具有1.06微米的波长,3瓦的最大输出功率,可用于治疗硬牙组织和软牙组织,还可除去牙齿腐烂物而不会让病人感觉到疼痛.另外,稀土激光材料(如Y3Al5O12Nd还可以用于激光治疗消化道息肉(包括大肠、胃、十二指肠,贲门和食管息肉、鼻咽部囊肿、咽部血管瘤等病症,均取得很好疗效[9].
第12卷第4期
化学研究Vol.12 No.42001年12月C HE MICAL RESEARC H Dec.2001
的La3+离和4f层全满的Lu3+离子以及4f层半充满的Gd3+离子为无色,其他稀土离子的颜色以Gd3+离子为对称轴,其颜色具体为[3]:
La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
近年来,稀土元素作为光学高新材料的原料宝库,其价值和应用日益受到广泛的关注,世界各国都把目光投向稀土元素功能的开发上,稀土元素被称为21世纪的战略元素.稀土元素性质相似,最初是从相当稀少的矿物中,以氧化物的形态发现的.以前常把氧化物称为土,因此得名稀土.稀土元素属于元素周期表中ÓB族,它包括钪(Sc和钇(r和镧系元素在内,一共17种元素.镧系元素镧(La、铈(Ce、镨(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.
稀土材料的光致发光特性研究及应用展望
稀土材料的光致发光特性研究及应用展望引言稀土材料由于其特殊的能级结构和光学性质，在光电子、光通信、生物医学和照明等领域有着广阔的应用前景。
光致发光特性是稀土材料的重要性质之一，研究和探索稀土材料的光致发光特性不仅可以深入了解其光物理过程，还可以为材料的设计和应用提供理论依据。
本文将对稀土材料的光致发光特性研究进行综述，并展望其在不同领域中的应用。
稀土材料的光致发光特性研究稀土离子的特殊能级结构稀土离子是指周期表中镧系元素的离子，在分子中可以起到很多重要的作用。
稀土离子的能级结构决定了其在光激发下的发光行为。
稀土离子的能级结构由基态、激发态和荧光态组成，其中激发态和荧光态之间的跃迁是稀土材料光致发光的基本过程。
光激发机制光致发光是指稀土材料在受到外界光激发后，从基态跃迁到激发态并发射光的过程。
光激发机制是研究稀土材料光致发光的重要内容之一。
常见的光激发机制包括直接吸收和能量传递两种。
直接吸收是指外界光直接被稀土离子吸收并激发至激发态，然后再发射出光。
能量传递机制是指外界光先被其他物质吸收并激发，然后通过能量转移的方式将能量传递给稀土离子，使其发射光。
光致发光特性的影响因素稀土材料的光致发光特性受到多种因素的影响。
其中包括晶体结构、化学组成、外界温度和压力等因素。
晶体结构的改变可以影响稀土离子的能级分裂和跃迁过程，进而影响其发射光谱。
化学组成的改变可以调控稀土离子的排列和相互作用，进而影响其光致发光特性。
外界温度和压力的变化也会引起稀土离子能级的改变，从而影响其发射光谱。
稀土材料的应用展望光电子学由于稀土材料具有特殊的光学性质，因此在光电子学领域有着广泛的应用前景。
稀土材料可以用于制造光纤放大器、激光器和光电器件等光学器件，用于实现光信号的传输和处理。
光通信稀土材料的发光特性使其成为光通信中的重要组成部分。
稀土材料可以用作光纤放大器中的掺杂物，提高光信号的传输距离和传输速率。
同时，稀土材料还可以用于谐振腔激光器中，发射和接收光信号。
稀土掺杂纳米发光材料的研究发展
稀土掺杂纳米发光材料的研究开展XX：王林旭学号：5400110349 班级：经济107摘要：本文先介绍了关于稀土纳米发光材料的有关根本概念及根本用途，让读者有个根本认识。
文章重点对稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面做个简单的介绍关键词：稀土发光材料稀土磷酸盐纳米发光材料1．引言：短短半个学期的选修课学习，自己对纳米材料有了一定的了解，这篇论文的选题是“稀土掺杂纳米发光材料的研究开展〞，查阅跟搜索了相关资料后，主要从稀土氟化物纳米颗粒的上转换光学性能以及稀土磷酸盐纳米发光材料的研究进展方面给以论述。
首先，先来了解几个根本概念。
1.1什么是稀土元素？稀土元素包括钪、钇和５７到７１的镧系元素共１７种元素。
它们在自然界中共同存在，性质非常相似。
由于这些元素发现的比较晚又难以别离出高纯状态，最初得到的是元素的氧化物，它们的外观似土，所以称它们为稀土元素。
稀土元素的电子组态是［Ｘｅ］４ｆＤＩ１５ｓ２５￣ｓａｏ～６ｓ２。
镧系元素离子的吸收光谱或激发光谱，来源于组态内的电子跃迁，即ｆ—ｆ跃迁；组态间的能级跃迁，即４ｆ一５ｄ，４ｆ一６ｓ，４ｆ一６ｐ等跃迁：还有电荷迁移跃迁，即配体离子的电子向离子的跃迁，从高能级向低能级的跃迁就产生相应的发射光谱。
由于稀土的这些特性，所以它可以做发光材料。
发光材料包括半导体发光材料和稀土化合物发光材料两大类…１。
稀土荧光材料以应用铕、铽、钆、钇等高纯中稀土为主要特色２。
纳米稀土发光材料是指基质粒子尺寸在１—１ｏｏ哪的发光材料l３。
纳米粒子本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、外表效应和宏观量子隧道效应等。
受这些构造特性的影响，纳米稀土发光材料表现出许多奇特的物理和化学特性，从而影响其中掺杂的激活离子的发光和动力学性质，如光吸收、激发态寿命，能量传递，发光量子效应和浓度猝灭等性质。
在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
1.2什么是发光材料？在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
学位论文—离子掺杂tio2光催化剂的制备及性能研究
离子掺杂TiO2光催化剂的制备及性能研究摘要本文以钛酸丁酯为钛源、稀土元素Sm为掺杂物、煤渣为载体，采用溶胶-凝胶法制备了掺杂型TiO2光催化剂；以紫外光为光源，甲基橙为光催化降解目标物，考察了光催化剂的光催化活性。
实验结果表明：Sm掺杂TiO2光催化剂具有较强的紫外光吸收性能，当酞酸丁酯：无水乙醇的体积比为1：3、煅烧温度为500℃、光催化时间为120min、负载次数为3次、Sm的掺入量为Sm/Ti摩尔百分比=0.5％时，光催化效果最好，光催化降解率达到74.4%。
关键字光催化，TiO2，甲基橙，掺杂，负载1 引言自Fujishima和Honda[1]发现TiO2单晶电极光分解水以来，多相光催化反应引起人们的极大兴趣。
由于TiO2具有化学性质稳定、难溶、无毒、价廉等优点[2]，在氮氧化合物及有机污染物的降解、水处理、杀菌、除臭、表面自洁等方面得到广泛研究与应用。
但是，TiO2也有自身的局限性：禁带宽度约为3.2eV，需在(近)紫外光下才能激发产生光催化效应，对光的利用率较低；在ns到ps时间范围内光生载流子就能迅速复合，光催化效率不高等，这些不足极大地限制了TiO2的实际应用[3]。
因此，在过去的30多年中，人们深入研究了TiO2的改性技术，如掺杂[4]、复合[5]、表面增敏[6]等，以提高其光催化效率或产生可见光活性。
考虑到稀土元素具有f电子，易产生多电子组态，其氧化物也具有多晶型、强吸附选择性、热稳定性和电子型导电性等特点，并在光学、电子学以及催化剂领域有着广泛的应用[7]，因此，本文采用溶胶—凝胶法制备稀土Sm掺杂型二氧化钛光催化剂，将制得的二氧化钛光催化剂用来光催化降解甲基橙废水，通过测定废水吸光度考察所制得二氧化钛光催化剂的光催化性能以及光催化条件对处理效果的影响。
2 实验部分2.1 实验原料钛酸丁脂，分析纯；冰乙酸，分析纯；硝酸，分析纯；无水乙醇，分析纯；氧化钐，分析纯；30%双氧水，分析纯；甲基橙，分析纯。
稀土发光材料的特点及应用
论文题目：稀土发光材料的特点及应用课程名称：材料化学专业名称：应用化学学号：1109341028姓名：王海鱼成绩：2013年11月18日稀土发光材料的特点及应用摘要:发光是物体把吸收的能量转化为光辐射的过程。
当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后，吸收外界能量，处于激发状态,它在跃迁回到基态的过程中，吸收的能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以光的电磁波形式辐射出来，即为发光。
关键字:光至发光材料荧光应用Abstract: light is the object to absorb energy into the process of optical radiation. When the material is light, such as the applied electric field or electron beam bombardment, excited, absorb energy, in the excited state, the transition to the ground state of the process,to absorb the energy released by the form of light or heat. If this part of the energy is radiated electromagnetic wave in the form of light, is light. Keywords: photoluminescence material fluorescence application前言:在各种类型激发作用下能产生光发射的材料。
主要由基质和激活剂组成，此外还添加一些助溶剂、共激活剂和敏化剂。
发光材料分永久性发光材料（放射性辐射激发）和外加能量激发而发光如光激发、电场激发、阴极射线激发、X射线激发等的材料。
稀土掺杂光电材料的发光特性
稀土掺杂光电材料的发光特性嘿，你知道吗？在神奇的材料世界里，有一种叫做稀土掺杂光电材料的家伙，它们的发光特性可太有趣啦！先来说说啥是稀土掺杂光电材料。
简单来讲，就是在一些基础的光电材料里，加入了稀土元素。
这就像是给一道家常菜加入了特别的调料，一下子变得与众不同。
就拿我曾经的一次实验经历来说吧。
那时候，我在实验室里捣鼓这些材料，满心期待着能看到神奇的现象。
我小心翼翼地把稀土元素掺杂进光电材料中，然后启动设备进行测试。
在等待结果的过程中，我的心那叫一个忐忑。
眼睛紧紧盯着仪器，生怕错过任何一个细微的变化。
终于，结果出来了，那一瞬间，我看到了一束绚烂的光。
那光的颜色纯净而明亮，就像夜空中最璀璨的星星。
那一刻，我仿佛置身于一个梦幻的世界，被这美丽的光芒所包围。
这稀土掺杂光电材料发出的光，可不是随随便便的光哦。
它们的发光强度可以很强，强到能照亮很大一片区域；也可以很弱，弱得就像萤火虫的微光，给人一种神秘而迷人的感觉。
而且，它们发光的颜色也是多种多样的，红的、绿的、蓝的、黄的……简直就是一个五彩斑斓的光的调色盘。
你再想想，如果把这种材料用在我们的日常生活中，那得多酷啊！比如说，用在手机屏幕上，让屏幕显示的色彩更加鲜艳、逼真，看电影、玩游戏的时候，感觉就像身临其境一样。
或者用在照明灯具里，不仅能省电，还能让灯光更加柔和、舒适，晚上看书、走路都不用担心伤眼睛啦。
还有啊，在医疗领域也能大显身手。
可以制作成特殊的检测仪器，通过观察材料发出的光来诊断疾病，早早地发现身体里的小毛病。
不过，要研究清楚它们的发光特性可不是一件容易的事儿。
这需要科学家们不断地尝试、探索，就像在黑暗中摸索前进，每走一步都充满了挑战。
但正是因为有了这些挑战，才让这个领域充满了无限的可能。
总之，稀土掺杂光电材料的发光特性真的太神奇啦！它们就像一群隐藏在材料世界里的小精灵，等待着我们去发现它们更多的秘密，然后用它们的魔力为我们的生活带来更多的惊喜和便利。
稀土掺杂材料的光学特性与应用研究
稀土掺杂材料的光学特性与应用研究稀土掺杂材料是一种具有特殊光学性质的材料，被广泛应用于激光技术、光通信、显示器件等领域。
本文将探讨稀土掺杂材料的光学特性及其在不同领域的应用研究。
稀土元素是指元素周期表中第57至71个元素，包括镧系和钇系元素。
这些元素具有特殊的电子结构，使得它们的能级分布在宽范围内。
当这些稀土元素掺杂到晶体中时，它们的能级与基体晶体的能级之间可以发生能级交互作用，导致材料的光学性质发生变化。
稀土掺杂材料在光学上具有很多独特的特性。
首先，稀土元素的特殊能级结构赋予了掺杂材料独特的光谱响应。
通过控制稀土元素的掺杂浓度和材料的结构，可以实现材料对特定波长的光的吸收和发射。
这使得稀土掺杂材料成为制备激光材料的理想选择。
其次，稀土掺杂材料具有较长的荧光寿命。
由于能级间的交叉跃迁过程较为缓慢，稀土掺杂材料的荧光寿命可以长达微秒甚至毫秒级别。
这使得它们在光通信领域中作为长距离光纤放大器和荧光探针等方面具有重要应用。
此外，稀土掺杂材料还具有较高的光学增益和较低的自发辐射损耗。
这使得稀土掺杂材料在激光器控制反应性和灵敏度方面具有独特优势。
它们可以作为激光器的活性介质，实现激光输出的放大和调制。
在激光技术领域，稀土掺杂材料已经被广泛应用于固体激光器的制备。
通过选择不同稀土元素的组合和掺杂浓度，可以实现激光波长的调控和宽腔激光器的实现。
例如，钇铝石榴石(YAG)晶体掺杂铽元素可以实现1.9微米激光器的输出，用于医疗器械和遥感等领域。
在光通信领域，稀土掺杂光纤放大器是实现长距离信号传输的重要组成部分。
铒掺杂光纤放大器具有在通信波长范围内高增益和低噪声特性，被广泛应用于光纤通信网络中。
此外，稀土掺杂材料还在显示器件和发光二极管(LED)等方面发挥重要作用。
通过选择合适的稀土元素和掺杂浓度，可以实现具有特定颜色的发光材料。
这些材料在显示器件中可以用于显示色彩的发光和荧光剂的应用。
总的来说，稀土掺杂材料具有独特的光学特性，并且在激光技术、光通信、显示器件等领域有广泛应用。
稀土离子掺杂改性TiO2光催化剂
稀土离子掺杂改性TiO2光催化剂*燕宁宁，张莹，吴晶，柳清菊*（云南省高校纳米材料与技术重点实验室，云南大学，云南昆明650091）摘要TiO2较宽的禁带宽度和低的量子转换效率限制了其实际的应用，对TiO2进行改性以克服上述两方面问题一直是光催化领域研究的重点。
稀土元素因其独有的电子结构和光学性质，在离子掺杂改性TiO2研究中受到重点关注。
本文主要介绍了稀土离子掺杂TiO2的改性机理，综述了稀土离子掺杂对TiO2的晶型、晶粒大小和光谱吸收的影响，总结了目前存在的问题及研究趋势。
关键词光催化活性稀土离子掺杂TiO2Research Progress on TiO2 Photocatalyst doped with RE ionsY an ningning, Zhang ying, Wu jing, LIU Qing-ju*(Yunnan Key laboratory of nanomaterials & technology, Yunnan University, Kunming 650091, China)Abstract: Titanium dioxide’s applications are limited for its wide band gap and low light quantum efficiency, so it is necessary to modify TiO2 to overcome the two problems. RE ions doping is one of the most effective methods to modify TiO2 for its unique electronic structure and optical properties. In this paper, the modification mechanism of TiO2 doped with RE ions are introduced mainly; the influences of modification with RE ions to the structure , size of crystal and the spectrum absorption are all summarized; meanwhile, the problems of the study on RE ions doping and the trend of the development are both summarized.Keywords: photocatalystic activity, RE ions doping, titanium dioxide0 引言自从Fujishima[1]等发现受紫外光照的TiO2具有光催化效应以来，以TiO2为代表的光催化材料受到了广泛关注和研究。
稀土配合物发光的类型概述(精)
稀土配合物发光的类型概述稀土配位化合物的研究是稀土化学中最活跃的前沿领域之一。
稀土发光配合物是一类具有独特性能的发光材料。
发光现象当某种物质受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击等的激发后，只要该物质不会因此而发生化学变化，它总要回复到原来的平衡状态。
在这个过程中，一部分能量会通过光或热的形式释放出来。
如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来的，就称为发光现象。
这种能量的发射过程具有一定的持续时间。
对于发光现象的研究，从对它的光谱的研究(斯托克斯定则，1852年)开始，直到“发光”这一概念的提出(C H．魏德曼，1888年)，人们只注意到了发光同热辐射之间的区别。
1936年，CH．瓦维洛夫引入了发光期间这一概念(即余辉)，并以此作为发元现象的另一个王要的判据，至此发光才有了确切的定义。
发光现象的两个主要的特征是：任何物体在一定温度下都有热辐射，发光是物体吸收外来能量后所发出的总辐射中超出热辐射的部分。
当外界激发源对物体的作用停止后，发光现象还会持续一定的时间，称为余辉。
历史上人们曾以发光持续时间的长短把发光分为两个过程：把物质在受激发时的发光称为荧光，而把激发停止后的发光称为磷光。
一般常以持续时间10-8s为分界，持续时间短于——108s的发光被称为荧光，而把持续时间长于108s的发光称为磷光。
现在，除了习惯上还保留和沿用这两个名词外，已不再用荧光和磷光来区分发光过程。
因为任何形式的发光都以—余辉的形式来显现其衰减过程，而衰减时间可以极短(＜108s)，也可能很长(十几小时或更长)。
发光现象有着持续时间的事实，说明物质在接受激发能量和产生发光的过程中，存在着一系列的中间状态。
发光类型1. 对于各种发光现象，可按其被激发的方式进行分类：光致发光、电致发光、阴极射线发光、x射线及高能粒子发光、化学发光和生物发光等。
(1)光致发光。
光致发光是用光激发发光体引起的发光现象。
它大致经过吸收、能量传递及光发射三个阶段。
稀土掺杂材料的上转换发光
３ ０ ２
中国光学与应用光学 第 ３ ｅ ａ ｒ ｔ ｈｗ ｅ ｒ ｅｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ．Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ，ｔ ｈ ｅｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇｔ ｈ ｅｕ ｐ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ．Ｉ ｔ ｗ ａ ｓ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｅ ｄｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅａ ｂ ｓ ｏ ｒ ｐ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｏ ｆ ｐ ｕ ｍ ｐ ｉ ｎ ｇｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ａ ｎ ｄｅ ｍ ｉ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇｌ ｉ ｇ ｈ ｔ ，ｐ ｈ ｏ ｎ ｏ ｎｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈ ｏ ｓ ｔ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ，ｔ ｈ ｅｃ ｈ ｏ ｉ ｃ ｅ ｓ ｏ ｆ ｄ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄｐ ｕ ｍ ｐ ｉ ｎ ｇｒ ｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ｍ ｕ ｓ ｔ ｂ ｅｃ ｏ ｎ ｓ ｉ ｄ ｅ ｒ ｅ ｄｉ ｎｔ ｈ ｅｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｓ ｏ ｆ ｕ ｐ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ． Ｋ ｅ ｙｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ：ｕ ｐ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ； ｒ ａ ｒ ｅｅ ａ ｒ ｔ ｈｉ ｏ ｎ ； ｈ ｏ ｓ ｔｍ ａ ｔ ｒ ｉ ｘ ； ｄ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ； ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｅ ｓ ｃ ｅ ｎ ｃ ｅ ｅ ｆ ｆ ｉ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ
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Ｊｕｎｌ ｆ ｏｔｗ ｓ Ｕ ｉ ｒ ｔ Ｎ ｔ ａ ＳｉｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｏ ｒ ｅｔ ｎ ｅｓｙ（ ａｕ ｌ ｃｅｃ ｄｔ ｎ Ｎ ｈ ｖ ｉ ｒ ｉ
稀 土掺 杂 ＴＯ２基质 发 光 特 性 ｉ
马益平 胡 晓云 周 引穗 周景会 陈武军 樊 君 ， ， ， ， ，
（． １ 西北大学 物理学系 ， 陕西 西安 ７ ０６ ；． Ｅ １０ ９ ２ 西ｊ 大学 化 ｑ学院 ， － 陕西 西安 ７０ ６ ） １０ ９
摘要： 目的 研 究退火温度 、 薄膜层数 等制备 工艺对发光特性的影响。方法 以钛酸 丁酯为前驱 体， 采用溶胶一 凝胶法制备稀土 Ｅ ， 掺杂的 ＴＯ 发光 干凝胶和薄膜 ， ｕ ｉ 用紫外． 可见荧光分光光度 计进行表征。结果 Ｅ ¨单掺 样品 ， ５５ ｍ波长光激发时， ６８ｎ ｕ 用 ４ｎ 在 １ ｍ处有较 强的 Ｅ 。 Ｄ ｕ 的 。
Ｔ ｏ ｓＷｅ￣ｐ ｅ ａｅ ｙ ｓ ｌｇ ｌｔｃ ｎ ｑ ｅ Ｉ ｌ ｓ ｍｐ ｅ ｒ ｈ ｒ ｃｅ ｉｅ ｙ ｔ ｅ Ｕ Ｖｉ ｓ ｅ ｔ ｐ ｏｏ ｔｒ Ｒｅ ｂ ｉｎ ｌ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｏ－ ｅ ｅ ｈ ｉ ｕ ．， ｅ ａ ｌｓｗｅ ｅ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｄ ｂ ｈ Ｖ— ｓ ｐ ｃ ｒ ｈ ｔｍｅｅ ． － ＇ ＇ Ｉ ｚ ｏ ｓ ｉ Ｕｎ ｅ ４ ｎ ｅ ｃ ｔｔ ｎ ｔ ｅ ｅ ｓ ｉｎ ｓ ｅ ｔａ ｏ ｄ ｐ ｄ ｓ ｍｐ ｅ ｗ ｒ ｏ ｓｓ ｄ ｏ ｅ ｋ ｌ ａｅ ｔ ｕｔ ｓ ｄ ｒ５ ５ ｍ ｘ ｉ ｉ ｍｉ ｏ ｐ ｃｒ ｆ Ｅｕ ａｏ ｈ ｓ ｏ ｅ ａ ｌ ｅ ｅ ｃ ｎ ｉ ｅ ｆ ａ ｐ ａ ｏ ｔｄ ａ ｔ ｃ ６ ８ ｍ ，ｗ ｉ ｈ ｒｓ ｏ ｄ ｄ ｔ ｈ Ｄ １ｎ ｈｃ ｅｐ ｎ ｅ ｏ ｔ ｅ ｎ Ｆ ｒ ｎ ｉ ｏ ｆＥｕ ｉｎ ． Ｔ ｅ ｔ ｎ ｉ ｏ ｎ ｅ ｓ ｙ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｉ ｈ ２ ｔ ｓ ｉ ｎ ｏ “ ｏ ｓ ｈ ｒ ｓ ｉ ｎ ｉ ｔｎ ｉ ｓ ｉ ｃｅ ｓ ｄ ｗ ｔ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｔ ｔ ｈ
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Ｆ 跃 迁的红 光发射 ， ： 其跃 迁 强度 随 着退 火 温度 的 升 高先增 强后 减 弱 ，０ ℃ 时达到 最 大值 。另 ６Ｏ
外， 薄膜的跃迁强度随着薄膜层数的增加先增强再减弱 ， 提拉速度 为 ８ｅ ／ Ｅ ，１ ｕ， Ｉ ｂ共掺 干凝胶 ， ２ １ｍ作 为激 发 波长 ， 射 光谱 在 ３０— ２ ｒ 出现 了很 以 ５ｎ 发 ７ ５０ ｍ ｉ 宽的谱带 ， 谱带 中４ ５ ｍ和 ４９ ｍ两个肩峰 ， ３ｎ ６ｎ 认为该发射峰是 Ｅ 的 ４＿５ ｕ ｆ＋ｄ跃迁发射引起的。 退
火温度 在 ８ ０Ｃ时蓝 光发射 最 强。 ５ｏ
关 键 词： 发光薄膜 ， 发光特性； 溶胶． 凝胶法；ｉ 稀土 Ｔ ； Ｏ 中图分 类号 ：６ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：００２４ ２ １ ）３０９ ４４ ０４ Ａ １０ －７ Ｘ（００ ０ －３５ ）
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