Ag-LuO：Eu和LuO：Tb纳米薄膜与粉体材料的制备和发光性质研究

摘要

本论文由相对独立的两部分工作组成。第一部分是Ag纳米粒子掺杂的Lu<,2>O<,3>：Eu薄膜和粉术的溶胶一凝胶法制备及其光谱性质研究；第二部分为Tb<'3+>掺杂的Lu<,2>O<,3>纳米粉末的溶胶一凝胶法制备、结构表征及其光谱性质研究。 第一章，首先介绍了发光的基本概念，稀土离子发光的基本原理和特征，简单讨论了有关金属纳米颗粒的米氏(Mie)理论和Maxwell-Garnett的有效介质理论以及金属纳米颗粒表面等离子激元共振吸收峰位的红移和展宽效应。然后对溶胶一凝胶法制备薄膜的基本原理做了较为详细的介绍，并比较了它与其它方法在制备薄膜中的优势。 第二章，首先用化学还原法制备了含有Ag纳米颗粒的胶体溶液，并对Ag颗粒的结构和光学性质进行了测试。然后用溶胶一凝胶法制备了Lu<,2>O<,3>：Eu薄膜和粉末样品，并对样品的结构和发光性质进行了测试。重点分析了Ag纳米颗粒的引入对Lu<,2>O<,3>：Eu薄膜和粉末发光性质的影响。观察到Ag纳米颗粒导致的Lu<,2>O<,3>：Eu薄膜的发光增强现象，对发光增强的机理做了初步分析，薄膜样品的荧光增强归因于局域场增强效应。 第三章，首先简单介绍了稀土闪烁体材料的发展，然后用Pechini溶胶一凝胶法制备了Lu<,2>O<,3>：Tb纳米粉末。测试了干凝胶的热重一差热曲线和粉末的X-射线衍射，并用谢乐公式估算了Lu<,2>O<,3>粒径的尺寸，结果表明Lu<,2>O<,3>颗粒的尺寸随热处理温度的升高而增大。随后重点分析了热处理温度对样品发光性质的影响，发现Lu<,2>O<,3>Tb粉末的发光强度和Tb<'3+>的<'5>D<,4>能级的寿命均随热处理温度的升高而增大，对这一现象做出了合理的解释。同时还合成了Tb<'3+>在不同掺杂浓度情况下的一系列样品，并对Lu<,2>O<,3>：Tb的猝灭浓度进行了研究。 第四章，对本论文做一简单的总结。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第一节发光概述

§1.1.1发光的含义

§1.1.2发光的种类

§1.1.3发光材料的基本性能

第二节稀土离子发光原理

第三节金属纳米粒子掺杂的薄膜的光吸收谱

§1.3.1薄膜的光吸收实验

§1.3.2薄膜光吸收的有效介质理论

§1.3.3薄膜的光吸收系数

§1.3.4吸收带的红移和展宽效应

第四节溶胶-凝胶法简介

§1.4.1溶胶-凝胶法的基本原理和过程

§1.4.2溶胶-凝胶薄膜质量的影响因素

§1.4.3提拉法制备薄膜材料

参考文献

第二章Ag-Lu2O3：Eu薄膜与粉体材料的制备和发光性质研究

第一节引言

第二节银纳米颗粒的制备及其结构表征

§2.2.1银纳米颗粒的制备

§2.2.2银纳米颗粒的结构测试和分析

第三节含银颗粒的Lu2O3：Eu薄膜与粉体材料的制备

§2.3.1提拉法制备薄膜材料的设备

§2.3.2 Lu2O3:Eu溶胶的制备

§2.3.3 Ag/Lu2O3：Eu薄膜材料的制备

§2.3.4 Ag/Lu2O3：Eu粉体材料的制备

第四节Ag/Lu2O3：Eu薄膜与粉体材料的结构和光学性质

§2.4.1 Lu2O3：Eu薄膜与粉末X的射线衍射(XRD)

§2.4.2 Ag/Lu2O3：Eu溶胶的吸收光谱

§2.4.3 Lu2O3：Eu薄膜与粉末的光致发光性质

§2.4.4结果与讨论

参考文献

第三章Lu2O3：Tb纳米粉末的制备和光致发光性研究

第一节引言

第二节Lu2O3：Tb纳米粉末的制备和结构特征

§3.2.1 Lu2O3：Tb纳米粉末的制备

§3.2.2 Lu2O3：Tb纳米粉末的结构测试和分析

第三节Lu2O3：Tb纳米粉末的光致发光性质

§3.3.1 Lu2O3：Tb纳米粉末的激发和发射光谱

§3.3.2 Lu2O3：Tb纳米粉末的荧光衰减

§3.3.3小结

参考文献

第四章结论

致谢

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