材料化学专业研究生毕业论文答辩PPT
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1nm波长时Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的激发光谱 Fig.4 Excitation spectrum of Eu3+-doped YTO crystal
film (em=611nm)
Eu3+掺杂YTO薄膜的光谱特性
图5 351nm激发时Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的发射光谱 Fig.5 Emission spectrum of Eu3+-doped YTO crystal
由晶体学中立方晶系点阵中（hkl）
晶面族的晶面间距d与晶胞参数a的关系
式：
dhkl
h2 k2 l2
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
计 算 出 薄 膜 中 晶 粒 的 晶 格 常 数 为 a＝ 5.30nm，略大于卡片中参考数值5.20nm， 说 明 少 量 Eu3+ 的 掺 杂 对 钛 酸 钇 的 晶 体 结 构基本上没有影响。
film (ex=351nm)
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻 胶薄膜的制备和光谱特性
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的制备
将稀土配合物Eu(TTFA)3溶于有机 溶 剂 环 戊 酮 （ Cyclopentanone, 纯 度 >99%）中，按稀土配合物占光刻胶质量 的5%的比例将此有机溶剂与SU-8胶复合， 通过甩胶机在石英基片上成膜，然后在 80C左右加热盘上热处理20分钟，最后 在光刻机上曝光，所得光刻胶薄膜厚度 约为2m。
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的测试
稀土配合物复合SU-8光刻胶薄膜的 激发、发射和三维荧光谱图通过P-E LS 55 荧光光谱仪测试，激发光源为脉冲氙 灯，所有测试均在室温下进行，所示光 谱图中氙灯光源灯线已删除。
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图6 Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的三维荧光光谱 Fig.6 Three-dimensional fluorescence spectrum of the
无机溶胶-凝胶和有机高分子 聚合物光学薄膜中铕离子的
荧光行为和光谱特异性
研 究 生：李晓娟
本论文的主要内容
第一部分 研究背景及意义 第二部分 Eu3+掺杂KBaTiO3 (KBT) 薄
膜的制备和光谱特性 第三部分 Eu3+掺杂YxTi1-xO1-0.5x (YTO)
晶态薄膜的制备和光谱特性 第四部分 Eu(TTFA)3掺杂环氧基光刻胶
Eu3+掺杂YTO晶态薄 膜的制备和光谱特性
Eu3+掺杂YTO薄膜的制备
图1 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的工艺流程 Fig.1 Fabrication process of Eu3+-doped YTO crystal films
Eu3+掺杂YTO薄膜的测试
本实验X-射线衍射分析在D/Max-3B 型X射线衍射仪上进行，物相的定性分 析是通过对X衍射图上的衍射峰与标准 JCPDS 卡 片 对 照 而 得 ； 本 实 验 用 SPM AP-2000 型 原 子 力 显 微 镜 分 析 薄 膜 表 面 的微观形貌以及表面粗糙度；薄膜的激 发光谱利用Perkin-Elmer LS 55荧光光谱 仪（8.3-W脉冲氙灯泵浦源，R928光电 倍增管探测器）测量；薄膜的发射光谱 利用SPEX 500M荧光光谱仪测量。所有 测试均在室温下完成。
为进一步了解薄膜中晶粒的大小， 利用Scherrer公式 ：
D=K／βcosθ 进行了估算，式中为X射线波长，β为X
射线主要衍射峰的半高宽，θ为布拉格衍 射角，K取1。计算得薄膜中晶粒的尺寸 约为17nm。
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
图3 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的AFM图 Fig.3 AFM 3D-image of Eu3+-doped YTO crystal film
film (em=614nm)
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图8 Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的发射光谱 Fig.8 Emission spectra of Eu(TTFA)3-doped SU-8
polymer film
稀土配合物的光致发光机制
图9 稀土配合物发光过程的能量转移机制 Fig.9 Energy transfer mechanism in the luminescence
研究背景及意义
根据上述情况，我们分别合成了稀 土离子掺杂的无机溶胶-凝胶和有机高 分子聚合物光学薄膜，系统的研究了稀 土离子在这些薄膜中的光学与光谱特性。 研究的思路如下：
1 . 针 对 Eu3+ 在 可 见 区 的 正 常 Stokes 跃迁发光进行研究。
2.开发基于聚合物材料的激光和光 放大器件。
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
图2 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的XRD谱 Fig.2 X-ray diffraction pattern of the Eu3+-doped
YTO crystal film
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
将所得衍射峰数据与标准JCPDS卡 片21-1465对照可知，薄膜富含立方相的 YxTi1-xO1-0.5x 晶 粒 ， 该 晶 粒 属 立 方 晶 系，Fm3m(225)空间群。
薄膜的制备和光谱特性 第五部分 结论与展望
研究背景及意义
研究背景及意义
发光材料的薄膜化是当前国际上研 究的热点，稀土离子掺杂的发光薄膜在 阴极射线管、彩色显示、场发射显示、 上转换发光材料和光波导材料等光电子 器件方面有着诱人的应用前景，倍受人 们的关注。
同传统的发光粉相比，发光薄膜在 对比度、分辨率、热传导、均匀性和与 基底的附着性等方面都显示出较强的优 越性。
process of rare-earth complex
Eu(TTFA)3-doped SU-8 polymer film
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图7 监测614nm波长下Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的激发光谱 Fig.7 Excitation spectrum of Eu(TTFA)3-doped SU-8 polymer
film (em=611nm)
Eu3+掺杂YTO薄膜的光谱特性
图5 351nm激发时Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的发射光谱 Fig.5 Emission spectrum of Eu3+-doped YTO crystal
由晶体学中立方晶系点阵中（hkl）
晶面族的晶面间距d与晶胞参数a的关系
式：
dhkl
h2 k2 l2
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
计 算 出 薄 膜 中 晶 粒 的 晶 格 常 数 为 a＝ 5.30nm，略大于卡片中参考数值5.20nm， 说 明 少 量 Eu3+ 的 掺 杂 对 钛 酸 钇 的 晶 体 结 构基本上没有影响。
film (ex=351nm)
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻 胶薄膜的制备和光谱特性
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的制备
将稀土配合物Eu(TTFA)3溶于有机 溶 剂 环 戊 酮 （ Cyclopentanone, 纯 度 >99%）中，按稀土配合物占光刻胶质量 的5%的比例将此有机溶剂与SU-8胶复合， 通过甩胶机在石英基片上成膜，然后在 80C左右加热盘上热处理20分钟，最后 在光刻机上曝光，所得光刻胶薄膜厚度 约为2m。
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的测试
稀土配合物复合SU-8光刻胶薄膜的 激发、发射和三维荧光谱图通过P-E LS 55 荧光光谱仪测试，激发光源为脉冲氙 灯，所有测试均在室温下进行，所示光 谱图中氙灯光源灯线已删除。
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图6 Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的三维荧光光谱 Fig.6 Three-dimensional fluorescence spectrum of the
无机溶胶-凝胶和有机高分子 聚合物光学薄膜中铕离子的
荧光行为和光谱特异性
研 究 生：李晓娟
本论文的主要内容
第一部分 研究背景及意义 第二部分 Eu3+掺杂KBaTiO3 (KBT) 薄
膜的制备和光谱特性 第三部分 Eu3+掺杂YxTi1-xO1-0.5x (YTO)
晶态薄膜的制备和光谱特性 第四部分 Eu(TTFA)3掺杂环氧基光刻胶
Eu3+掺杂YTO晶态薄 膜的制备和光谱特性
Eu3+掺杂YTO薄膜的制备
图1 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的工艺流程 Fig.1 Fabrication process of Eu3+-doped YTO crystal films
Eu3+掺杂YTO薄膜的测试
本实验X-射线衍射分析在D/Max-3B 型X射线衍射仪上进行，物相的定性分 析是通过对X衍射图上的衍射峰与标准 JCPDS 卡 片 对 照 而 得 ； 本 实 验 用 SPM AP-2000 型 原 子 力 显 微 镜 分 析 薄 膜 表 面 的微观形貌以及表面粗糙度；薄膜的激 发光谱利用Perkin-Elmer LS 55荧光光谱 仪（8.3-W脉冲氙灯泵浦源，R928光电 倍增管探测器）测量；薄膜的发射光谱 利用SPEX 500M荧光光谱仪测量。所有 测试均在室温下完成。
为进一步了解薄膜中晶粒的大小， 利用Scherrer公式 ：
D=K／βcosθ 进行了估算，式中为X射线波长，β为X
射线主要衍射峰的半高宽，θ为布拉格衍 射角，K取1。计算得薄膜中晶粒的尺寸 约为17nm。
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
图3 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的AFM图 Fig.3 AFM 3D-image of Eu3+-doped YTO crystal film
film (em=614nm)
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图8 Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的发射光谱 Fig.8 Emission spectra of Eu(TTFA)3-doped SU-8
polymer film
稀土配合物的光致发光机制
图9 稀土配合物发光过程的能量转移机制 Fig.9 Energy transfer mechanism in the luminescence
研究背景及意义
根据上述情况，我们分别合成了稀 土离子掺杂的无机溶胶-凝胶和有机高 分子聚合物光学薄膜，系统的研究了稀 土离子在这些薄膜中的光学与光谱特性。 研究的思路如下：
1 . 针 对 Eu3+ 在 可 见 区 的 正 常 Stokes 跃迁发光进行研究。
2.开发基于聚合物材料的激光和光 放大器件。
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
图2 Eu3+掺杂YTO晶态薄膜的XRD谱 Fig.2 X-ray diffraction pattern of the Eu3+-doped
YTO crystal film
Eu3+掺杂YTO薄膜的物理特性
将所得衍射峰数据与标准JCPDS卡 片21-1465对照可知，薄膜富含立方相的 YxTi1-xO1-0.5x 晶 粒 ， 该 晶 粒 属 立 方 晶 系，Fm3m(225)空间群。
薄膜的制备和光谱特性 第五部分 结论与展望
研究背景及意义
研究背景及意义
发光材料的薄膜化是当前国际上研 究的热点，稀土离子掺杂的发光薄膜在 阴极射线管、彩色显示、场发射显示、 上转换发光材料和光波导材料等光电子 器件方面有着诱人的应用前景，倍受人 们的关注。
同传统的发光粉相比，发光薄膜在 对比度、分辨率、热传导、均匀性和与 基底的附着性等方面都显示出较强的优 越性。
process of rare-earth complex
Eu(TTFA)3-doped SU-8 polymer film
Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的光谱特性
图7 监测614nm波长下Eu(TTFA)3掺杂SU-8光刻胶薄膜的激发光谱 Fig.7 Excitation spectrum of Eu(TTFA)3-doped SU-8 polymer