上转换发光基本知识PPT学习教案

1、会计学1上转换发光基本知识上转换发光基本知识由此正式提出了“上转换发光”的观点。第1页/共20页第2页/共20页根据根据基质材料基质材料可分为可分为5类，包括类，包括氟化物、氧化物、氟氧化物、氟化物、氧化物、氟氧化物、卤化物和含硫化合物卤化物和含硫化合物。其中就上转换发光效率而言，一般认为氯化物氟化物氧其中就上转换发光效率而言，一般认为氯化物氟化物氧化物，这是单纯从材料的声子能量方面来考虑的，这个顺序化物，这是单纯从材料的声子能量方面来考虑的，这个顺序恰与材料的结构稳定性顺序相反。恰与材料的结构稳定性顺序相反。NaYF4是目前上转换发光效率最高的基质材料是目前上转换发光效率最高的基质材料 第3

2、页/共20页机理第4页/共20页1959 年 Bloembergen 等人提出的 ,其原理是同一个离子从基态能级通过连续的多光子吸收到达能量较高的激发态能级的一个过程。第5页/共20页连续能量转移( SET ) ，一般发生在不同类型的离子之间交叉驰豫( CR) ，CR可以发生在相同或不同类型的离子之间 合作上转换 ( CU) ，发生在同时位于激发态的同一类型的离子之间第6页/共20页ET 过程第7页/共20页1 可见光转换为紫外光（Vis-to-UV） 2 近红外光转换为紫外光（ NIR-to-UV ）3 近 红 外 光 转 换 为 可 见 光（NIR-to-Vis）第8页/共20页上转换合成

3、的方法：上转换合成的方法： 1.高温固相法合成法高温固相法合成法 2.水热合成法水热合成法 3.溶胶溶胶-凝胶法凝胶法 4.共沉淀法共沉淀法第9页/共20页第10页/共20页优点：微晶的晶体质量优良，表面缺陷少，发光效率高，操优点：微晶的晶体质量优良，表面缺陷少，发光效率高，操 作简便，工艺成熟，便于进行工业化。作简便，工艺成熟，便于进行工业化。 缺点：需要较高的温度，材料容易被氧化，合成的粉体烧缺点：需要较高的温度，材料容易被氧化，合成的粉体烧结结 性能不理想。性能不理想。 应用：合成众多的上转换发光材料，如：碲酸盐玻璃、应用：合成众多的上转换发光材料，如：碲酸盐玻璃、ZBLAN 玻璃、铋酸

4、盐玻璃、硼酸盐玻璃、氧氯铋锗酸盐玻玻璃、铋酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、氧氯铋锗酸盐玻璃等璃等第11页/共20页第12页/共20页（三）溶胶（三）溶胶- -凝胶法凝胶法 用含高化学活性组分的化合物前驱体用含高化学活性组分的化合物前驱体, , 在液相下在液相下将这些原料均匀混合将这些原料均匀混合, , 并进行水解、缩合反应并进行水解、缩合反应, , 在溶液中在溶液中形成稳定的透明溶胶体系。溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合形成稳定的透明溶胶体系。溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合, , 形成三维网络结构的凝胶形成三维网络结构的凝胶, , 凝胶经干燥、烧结得到所需产凝胶经干燥、烧结得到所需产品品1717。是一种湿化学合成法。

5、是一种湿化学合成法。分类：水溶液溶胶分类：水溶液溶胶- -凝胶法、醇盐溶液凝胶法、醇盐溶液- -凝胶法凝胶法第13页/共20页（四）共沉淀法（四）共沉淀法 又称又称“化学沉积法化学沉积法”，以水溶性物质为原料，通，以水溶性物质为原料，通过液相化学反应，生成难溶物质前驱化合物从水溶液中沉过液相化学反应，生成难溶物质前驱化合物从水溶液中沉淀出来，经过洗涤、过滤、煅烧热分解而制得超细粉体发淀出来，经过洗涤、过滤、煅烧热分解而制得超细粉体发光材料。光材料。 影响因素：溶液组成、浓度、温度、时间等。影响因素：溶液组成、浓度、温度、时间等。第14页/共20页优点：操作简单、流程短、能直接得到化学成分均一的

6、粉体优点：操作简单、流程短、能直接得到化学成分均一的粉体材材 料，可精确控制粒子的成核和长大，得到粒度可控、料，可精确控制粒子的成核和长大，得到粒度可控、分分 散性较好的粉体材料散性较好的粉体材料缺点：影响因素多、形成分散粒子的条件苛刻、沉淀剂容易缺点：影响因素多、形成分散粒子的条件苛刻、沉淀剂容易作作 为杂质混入沉淀物、各成分分离困难、沉淀剂不溶于为杂质混入沉淀物、各成分分离困难、沉淀剂不溶于水、水、 对多组分制备有一定的局限性等。对多组分制备有一定的局限性等。第15页/共20页应用：应用： a a、以氨水为沉淀剂，制备出性能良好的、以氨水为沉淀剂，制备出性能良好的Er3+Er3+：Y Y2 2O O3 3上转上转换发光纳米粉。换发光纳米粉。 b b、以、以EDTAEDTA为螯合剂，合成纳米级为螯合剂，合成纳米级HoHo3+3+、YbYb3+3+共掺杂的共掺杂的NaYFNaYF4 4上转换荧光材料。上转换荧光材料。 c c、以分子束外