上转换材料及其发光机理

1、上转换材料及其发光机制，2，主要内容，1，上转换机制是由红外线在此下发出可见光的发光材料，也就是将红外线转换为可见光的材料。其特征是吸收的光子能量低于发射的光子能量。这违反了斯托克斯的定律，也称为反斯托克斯发光材料，发光中心连续吸收两个或多个光子，通过辐射松弛达到发光能量水平，转移到基态，发射可见的光子。发光机制，上转换材料，4，发光要求，双光子或多光子效果有效地实现，发光中心的准稳定状态需要更长的能量水平寿命。稀土离子水平之间的转移是戒断的f-f转移，因此寿命长，符合此条件。能量级别3-2的能量差异和级别2-1的能量差异相同。如果辐射的能量与上述能量差异相匹配，则从1到2，如果能量水平2的寿

2、命不太短，则从2到3，最后从3到1发射。5，实际转化过程，能量转移机制，离子a将能量转移到离子b，从更高的能量水平释放，两阶段吸收机制，只有一个离子完成，协同感应机制，两个a离子将能量转移到c离子，由c的刺激释放，协同发光机制，两个a离子的激发能量相结合释放的光的量子，二次谐波机制， 1光子在激发能量级别发射，以吸收不同机制中2光子的转换效率，7，2，上转换材料，1，掺杂Yb3和Er3的材料，Yb3 (2F7/22F5/2)吸收近红外辐射，并将其传送给Er3。 离子在Er3的4I11/2能量级积累，因此在4I11/2能量级的寿命中，另一个光子被Yb3吸收，将能量传递给Er3，使Er3离子从4I

3、11/2能量级转移到4F7/2能量级。快速衰减，辐射转移到4S3/2，然后在4S3/2能量水平上生成绿色发射(4S3/2 4I15/2)，通过近红外刺激实现绿色发射。在基质晶格和转换效率、激发密度和活化剂浓度保持不变的条件下，转换效率取决于基质晶格类型，在氧化物系统中，由于发光离子及其周围配位环境之间的强大作用，氧化物的稀土能级上的荧光寿命比氟化碳短，因此，氟比氧化物更适合9，2，掺杂Yb3和Tm3的物质，通过3光子的转换过程，可以将红外辐射转换为蓝光发射。在第一阶段传递后，Tm3的3H5能级粒子数积累，他再次急剧下降到3F4能级。在两阶段传递过程中，Tm3从3F4级别转移到3F2级别，并快速

4、衰减到3H4。接着在第三阶段传递中，Tm3可以从3H4到几个月前达到1G4能量水平，最终将发射蓝色发射。10，3，掺杂Er3或Tm3，只有一个离子的物质，通过两阶段以上光子吸收的向上转换过程。转换为4S3/2能源等级，使用单一Er3材料吸收800nm辐射，产生绿色发射。与Tm3混合的单一材料吸收650nm的辐射，并刺激能产生蓝色发射的1D2能级和1G4能级。11，3，案例分析，1，样品准备和光谱测试，NaOH为SiF4，12，2，激发机制，Er3的绿色发射，通过基态4I11/2到4F7/2的两阶段激发记忆，辐射为2I11/Er3在第一阶段发射后，从4I11/2无辐射到4I13/2，到红色发射为4F9/2级，13，3，讨论实验结果，NaY0.77Yb0.20Er0.03F4的970nm红外和365nm紫外线激发下的发射光谱。这两种光谱都包含两种发射光谱峰值结构，绿色和红色，但是随着这里光谱的变化，绿色和红色发射强度比例发生了很大变化。红外激发下绿色，紫外线激发下黄色，14，3，讨论实验结果，NaY0.77Yb0.20Er0.03F4的绿色发射和红色发射的激发光谱。在绿色发射的激发光谱中，发生在4F7/2、4F5/2、4F3/2和2H9/2等处的激发峰明显观察到，但在红色发射的激发光谱中，这些激发峰的强度非常弱，甚至无