真空紫外激发的稀土纳米荧光材料效率的研究

针对目前真空紫外荧光材料实际可见光发射效率较低的问题，本申请拟(1)共掺杂敏化剂离子，通过能量传递改进两步发射的量子剪裁材料的色度，提高其发射可见光的效率；(2)制备核/壳结构对真空紫外激发的纳米荧光材料进行包覆，选择壳层材料，设计壳层厚度，抑制表面对激活剂离子发光的影响，提高真空紫外荧光材料的效率。

在K2GdF5：Pr3+中，Pr3+ 1S0能级处于4f5d的最低能级之上，不能实现以1S0能级为起始能级的量子剪裁。当用高能光子激发K2GdF5:Pr3+, Eu3+时， Pr3+ 将能量从4f5d能级传递给Gd3+，然后能量在Gd3+一维链中迁移，直到传给Eu3+。因为Pr3+与Eu3+之间存在交叉弛豫能量传递，导致Eu3+ 5D0, 1/ 5D2, 3发光强度积分比值，在Pr3+ 4f5d激发时的比在Gd3+激发时的高。Pr3+虽然提高了Gd3+-Eu3+体系在真空紫外区域的吸收，但不能敏化Gd3+的6GJ能级，因此在Pr3+ 4f5d激发下Gd3+-Eu3+无法实现量子剪裁。在NaGdF4和GdB3O6等中，Pr3+ 将能量从1S0能级先传给Gd3+，再传给Tb3+(绿光)和Dy3+(近白光)等，从而提高了材料的色度和量子效率。对于掺Yb3+的“量子剪裁”材料，我们利用YAG：Ce3+ (Pr3+、Tb3+), Yb3+的热释光谱和TL激发光谱等提供的信息，得到Yb2+和Ce3+ (Pr3+、Tb3+)的基态位于YAG导带和禁带中的能级位置。并据Dorenbos模型构建了不同价态的稀土离子在YAG中的能级示意图，有助于解释一些相关发光现象和设计优化具有实用价值的发光材料。由于纳米材料颗粒比表面积大，表面缺陷和杂质离子会猝灭发光，因此需要进行表面修饰。我们利用均相沉淀法合成了Y2O3：Eu3+@Lu2O3核壳型纳米材料，利用离子扩散法制备了YVO4:Eu3+@YVO4核壳结构，重点研究了修饰前后以及不同包覆厚度对材料发光性质的影响，表明同质适当包覆可以有效地将发光中心与外界隔绝，从而了提高纳米材料的荧光性能。