1 河北建筑工程学院理学院, 河北 张家口 075000
2 北京交通大学教育部发光与光信息重点实验室, 光电子技术研究所, 北京 100044
稀土离子掺杂上转换发光材料(UCNP)在太阳能电池、 固体激光、 彩色显示、 生物成像等领域有着巨大的应用潜力, 因而受到广泛的关注。 在稀土元素中, 钪(Sc)元素既处于第三主族的顶端, 又处于过渡元素开始的地方, 且具有最小的离子半径, 因而具有异于Y, Gd和Lu基材料的物理、 化学性质。 Na3ScF6化学性质稳定, 声子能量低, 是一种新型高效的基质材料, 但是目前对其研究依然较少。 基于此, 采用熔剂热方法, 以油酸(OA)和十八烯(ODE)作为溶剂, 保持OA:ODE=10 mL:10 mL和NaF:Ln3+=4:1不变, 调节反应温度为260, 280和300 ℃时合成了一系列的单斜相Na3ScF6:Yb/Er纳米晶。 研究结果表明: 在合成温度为260 ℃时, 样品为单斜相的Na3ScF6:Yb/Er(PDF No.47-1221)纳米晶, 粒径在20 nm左右; 反应温度为300 ℃时, 样品为单斜相的Na3ScF6:Yb/Er(PDF No.20-1221)纳米晶, 粒径在18 nm左右, 结晶度高, 分散性好。 在280 ℃时为单斜相的PDF No.47-1221和PDF No.20-1221二者的混合相, 样品形貌均一, 分散性好, 粒径在30 nm左右。 在980 nm激光的激发下, 随着反应温度从260 ℃升高到300 ℃, 样品上转换发光颜色从红光转化为绿色光, 发射光强显著增加, 约为原来的3.1倍。 随后, 在反应温度为300 ℃时, 讨论了样品形貌随时间的演化。 仅通过调节反应温度, 即实现了Na3ScF6:Yb/Er纳米晶上转换发光颜色的可控输出, 这不仅提供了一种红绿光的调节方法, 而且补充了钪基氟化物的研究, 拓宽了钪基纳米材料的应用范围。
六氟钪三钠 上转换发光 反应温度 红光 Na3ScF6 Upconversion luminescence Reaction time Red light 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3068
1 北京交通大学 教育部发光与光信息重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学 光电子技术研究所, 北京 100044
3 河北建筑工程学院 理学院, 河北 张家口 075000
稀土离子掺杂氟化物纳米材料的红色上转换发光在彩色显示、生物成像、医学诊断、防伪标记等领域具有很大的应用潜力, 尤其是小粒径的红色上转换纳米晶在医学诊断和生物成像等领域具有重要的应用价值。采用熔剂热方法成功地合成了一系列NaGd0.78-xF4∶Yb/Ho/Cex(x=0%,5%,10%,15%,20%,30%)上转换发光纳米晶, 利用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM )、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱仪等仪器对产物的物相结构、形貌和荧光性质进行了表征与研究, 样品形貌均一, 分散性好, 呈现六角相, 粒径大约在15~40 nm, 随着Ce3+掺杂量的增大, 粒径有所增大。在980 nm红外光照射下, 随着Ce3+掺杂量的增加, Ho3+红色光上转换显著增强, 绿色光减弱, 红色光和绿色光的比率从0.122 4增加到3.219 3, 增加了将近26倍, 产生了强烈的红色光, 实现了绿色到红色的转换。最后, 详细讨论了Ho3+和Ce3+离子之间可能的上转换发光机制。
四氟钆钠 上转换发光 铈离子 NaGdF4 upconvensition Ce ions
1 北京交通大学教育部发光与光信息重点实验室, 光电子技术研究所, 北京 100044
2 河北建筑工程学院理学院, 河北 张家口 075000
钪基氟化物化学性质稳定、 声子能量低、 无辐射弛豫概率较低, 是一种新型高效的基质材料, 并且Sc3+半径较小, 能与多种氨羧络合剂形成稳定的螯合物, 因而具有更加奇特的物理和化学性质, 近年来, 成为许多科学家研究的热点。 以聚乙烯二胺(PEI)作为表面活性剂, 采用水热法在反应温度为200 ℃时成功制备了ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+, (NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+纳米上转换发光材料。 通过X射线衍射仪(XRD)、 透射电镜(TEM)、 扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备样品的晶相、 形貌和发光特性进行了研究, 结果显示: 通过改变反应物NH4F和Ln3+的比例(NH4F/Ln3+=1∶1, 2∶1, 25∶1, 3∶1, 4∶1, 6∶1, 10∶1, 20∶1, 30∶1, 40∶1, 50∶1)实现了对样品产物、 晶相、 形貌的控制。 当NH4F/Ln3+为25∶1时, 生成了纯立方相的ScF3; 在NH4F/Ln3+为4∶1时, 生成了六角相的NaScF4; 在NH4F/Ln3+为40∶1时, 生成了一种纯立方相的新型基质材料(NH4)2NaScF6, 样品结晶度高, 形貌均一, 有正方形片状和足球状多面体; 在980 nm红外激光的激发下, 不同NH4F/Ln3+比例生成的样品发光呈现桔黄→桔红→绿→黄绿等多种颜色的变化。 实验表明仅改变NH4F一种原料的用量, 就可以生成ScF3∶Yb3+/Er3+, NaScF4∶Yb3+/Er3+和(NH4)2NaScF6∶Yb3+/Er3+ 三种不同的产物, 说明NH4F的用量对产物的生成有决定性的作用, 对晶相的转换、 颜色的调控亦有重要影响。
氟化铵 四氟钪钠 六氟钪钠二铵 上转换发光 NH4F NaScF4 (NH4)2NaScF6 Upconversion luminescent
河北建筑工程学院数理系,河北,张家口,075000
借用光学滤波系统理论,对对称图像相减的数学模型进行推广,得出了傅里叶变换实现非对称放置两个图像相减的数学表达式,诠释了其物理意义,规范了其适用范围和使用条件.计算机模拟实验验证了结论的可靠性与可行性.该结论对信息处理、图像识别等具有实用价值.
傅里叶变换 图像相减 滤波 非对称
