PbO对Tm3+Ho3+Yb3+共掺碲酸盐玻璃三基色上转换发光的影响.pdf

助 能 材 料 上转换发光的影响。 王大刚，周亚训，戴世勋，王训四，沈 祥，陈飞飞，王 森 (宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211) 料引入具有较小声子能量的重金属氧化物(PbO、 摘要： 用高温熔融法制备了Tm3+／H03+／Yb3+共 掺碲酸盐玻璃，在TeOz-ZnO-La20。玻璃组分的基础Bi：03等)，必然会对玻璃中三基色上转换的发光性能 上，引入声子能量较低的PbO，研究了PbO对基质样产生影响。为此，本文研究了重金属氧化物PbO的引 品拉曼光谱以及Tm3+／H03+／Yb3+共掺样品上转换 发光光谱的影响。结果表明，随着PbO含量的增加， 换发光特性的影响，旨在确定合适的高品质白光发光 样品的最大声子能量下降比较明显，同时样品的声子 玻璃组分。 态密度也有减小趋势；在975nm波长激光二极管 2 实 验 (LD)激励下，随着PbO含量的增加，Tm3+／H03+／ 2．1 Yb3+共掺样品上转换蓝光(480nm)、绿光(546nm)和样品制备 红光(662nm)的发光强度都有明显增强，且Pb0的引 入对上转换蓝光发光强度的影响要大于其对绿光和红 光的影响。 象，所用玻璃原料纯度均为分析纯。对应的样品编号 关键词： 碲酸盐玻璃；上转换发光；Tm3十／H03+／ Yb3+共掺 中图分类号：0482．31 文献标识码：A 分别为0．5％、0．25％、2％(质量分数)。 文章编号：1001-9731(2010)增刊3-0536-04精确称取混合原料209，经充分混合和均匀搅拌 后，倒入刚玉坩埚中，置于温度为900℃左右的硅碳棒 1 引 言 电炉中熔融30min。同时，在熔融过程中通入干燥氧 众所周知，节能环保是当今世界的主流，扩大上转 气以减少玻璃中oH基残留。待搅拌澄清10min后， 换材料的应用范围自然也要以此为出发点，因此以上 将熔融液体取出浇入预热的铁模上，放入退火炉中退 转换材料作为白光LED的荧光物质是个不错的选择。 火，在350℃左右温度点保温2h后以自然降温方式冷 目前，市场上白光LED大多以紫外光激发三基色荧光 却至室温。将退火后的玻璃研磨、抛光成10ram× 粉来实现，存在专利垄断、荧光物质性能要求高、紫外 10mm×lmm规格的样品，用于光谱特性的测试。 污染、价格昂贵等问题[1’2]。如果能够研制出白光2．2性能测试 LED用上转换玻璃材料，将填补红外激发白光LED 的空白，市场前景巨大。因此，探索性能优良的稀土掺 950 杂基质玻璃并实现上转换三基色发光必将成为今后上 转换的研究重点。国外的Dwivedi[3]、Silva[4]、Gouve- ia-Neto[引，国内的杨中卧引、徐时清吲等人均在稀土共用法国J—Y公司的TRIAX550型荧光光谱仪测试，测 掺玻璃中发现了三基色上转换发光，并得到了白光发 射。但是上转换的强度较弱，特别是蓝光的强度很弱， 器作为激发光源。所有测试均在室温下完成。 影响了白光的发光品质。 3结果与讨论 稀土离子的上转换发光与材料的最大声子能量和 声子态密度有密切关系。材料的声子能量或声子态密 3．1吸收光谱 度大，无辐射跃迁几率就大，从而上转换发光就相对 弱，反之材料的声子能量或声子态密度小，无辐射跃迁 几率就小，从而上转换发光就相对强¨．。]。因此可以预 种掺杂离子从各自基态到激发态能级的主要吸收跃 金资助项目(G10JA002) 收到初稿日期：2010—05—20 收到修改稿日