对稀土发光材料中若干重要问题的研究

题名:对稀土发光材料中若干重要问题的研究
作者:江莎
学位授予单位:重庆邮电大学
关键词:稀土离子;;发光玻璃;;能量传递;;电偶/磁偶极跃迁;;自发辐射寿命;;折射率;;f-d跃迁;;激发态吸收
摘要:
 大部分稀土离子(镧系离子)拥有部分填充的4f壳层。该壳层电子之间的各种相互作用导致了离子间存在大量可参与光跃迁的能级。掺杂了稀土离子的基质所特有的一些丰富的光跃迁能级及其自身优异的性能,使得基于稀土Neodymium magnets离子的各种光学材料有着重要且广泛的应用。
 熔入了稀土离子的发光玻璃既保留着普通玻璃的优点,又展现出掺杂稀土离子的优良发光特性(如长余辉发光和上转换发光等特性),成为几十年来一大类重要的研究体系。稀土发光玻璃现已广泛应用于光导通信、光纤放大器、激光技术、海洋探测、生物医疗以及如建筑、环保、装饰和工艺品等光存储材料中,成为人类日常生活和科学与工程技术等领域的必需材料。
 本章绪论部分从宏观上概述了本课题研究的目的与意义,并分别介绍了相关的理论背景知识,最后列出了本论文的主要创新点。
 第二章的内容为稀土发光玻璃的制备工艺及性能表征,主要基于本论文涉及的实验手段和过程来介绍了玻璃的制备流程和光谱分析知识。
 第三章详细介绍了掺Ce~(3+)的磷酸锌发光玻璃的制备及光谱性质的研究分析工作。本章的内容是硕士阶段较前期开展的一些实验工作,主要是为下一步制备Ce~(3+)作为敏化剂的发光材料做铺垫。
 第四章通过对制备出的玻璃样品进行目的明确的光谱测量与分析,研究了Ce~(3+)到Tb~(3+)和Ce~(3+)到Eu~(3+)的能量传递这一个发光材料中极其重要的现象。
 第五章是本论文的重点研究内容之一,主要是对国际同行发表于Phys. Rev. Lett.的论文的一个关键假设进行检验。通过制备出系列硼酸铅玻璃样品,并对其发射谱和激发谱进行测量及理论分析,给出了电偶极线强http://www.chinamagnets.biz/Neodymium/Ball-Neodymium-Magnets.php和玻璃组态之间的关系,根据此依赖关系,否定了前述关键假设。
 第六章是本论文的另一研究重点,主要是对基于f-d跃迁的新型高能发光材料进行理论分析,给出可用于解释和预言后续实验光谱的模型。该研究工作中,从稀土离子f-d跃迁的简化模型出发,进行理论分析及计算机编程计算,给出了强5d晶体场分裂下,镧系离子4fN和4fN-15d电子组态的能级结构和组态之间电偶极跃迁线强的表达式。并以Nd~(3+)为例给出了具体应用。
 第七章在以上工作基础上结合目前研究热点,对取得的进展进行了总结,对后续工作进行了展望。
学位年度:2010