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随着社会的发展,科技的进步,紫外转光在紫外探测,太阳能电池增效、生态农业、新型照明等方面的应用越来越受到人们的瞩目。然而,目前紫外转光材料特别是近紫外光的吸收和应用存在一定的局限性,即激发带窄,转光效率低。扩宽激发带宽,增强宽带范围的光吸收,提高其转换效率,是实现紫外转光亟待解决的课题。 稀土掺杂玻璃或微晶玻璃是性能良好的光学材料,不少玻璃体系在紫外光、可见光以及红外光区具有很好的透光率,而且玻璃或微晶玻璃的制备方法简便,生产成本低,在许多器件中甚至可以直接使用。然而,目前在玻璃中拓展紫外激发带以及提高发光效率的手段相对单一。 基于此本文以提高紫外激发宽带为出发点,通过寻找合适的环境增强玻璃中稀土离子的发光效率,沉积半导体ZnO量子点敏化Eu3+来提高紫外转光效率和激发带宽,以提高稀土离子的发光效率和增强敏化剂对稀土离子的敏化效率两方面探索高效的稀土玻璃发光材料。本文主要工作如下: 为了实现对Eu3+的局域环境的改变,采用熔融法合成了组分为(40-x)ZnO-x ZnF2-40B2O3-10SiO2-5K2O-5CaO-10Al2O3:Eu2O3(x=0,10,20,30,and 40mol%)的硼硅酸盐氟氧化物基质玻璃,采用各种表征(XRD、FTIR,PL)详细分析了所制得玻璃样品的结构和光学性质。探索ZnF2引入对硼硅酸盐氟氧化物玻璃的红外基团[BO4]和[BO3]的变化,基团的含量的影响晶体场结构变化。研究了ZnF2浓度对掺杂Eu3+硼硅酸盐氟氧化物玻璃发光强度的影响,发现该体系玻璃的发射光强度随ZnF2比例增加而逐渐递增,并利用J-O理论分析其发光改变的原因。 为了增强Eu3+激发带宽,通过溶胶凝胶法及后续热处理,成功得到了Eu3+掺ZnO-SiO2微晶玻璃。结合X粉末衍射、荧光光谱等表征手段,分析了掺Eu3+浓度、ZnO含量及退火工艺等因素对ZnO-SiO2:Eu3+微晶玻璃的结构和光谱性能影响,证实了氧化锌量子点对Eu3+的能量传递现象。研究发现,随着ZnO量的增加,近紫外光激发强度增强,发射强度也相应增加。X射线结果表明,当选用600℃作为退火温度时,最有利于形成氧化锌量子点敏化性能良好的微晶玻璃。正交实验表明,微晶玻璃中ZnO浓度选在15-20%,掺Eu3+离子浓度是2%,敏化发光效果最佳。