本文關鍵詞：ZnS:Cr的制備與可調近中紅外發(fā)光性能研究

  更多相關文章： 近中紅外發(fā)光 ZnS:Cr 超帶寬 納米晶體 納米團簇

【摘要】：近中紅外波段(1~3μm)熒光激光在眾多領域中均有重要的應用,如通信、醫(yī)療、激光雷達,遙感技術、環(huán)境監(jiān)測等,因而近年來受到國內外的廣泛關注。能產生近中紅外波段發(fā)光的稀土離子有Yb3+、Nd3+、Tm3+、Ho3+、Er3+、Dy3+、Pr3+,過渡金屬離子有Cr~(2+),Co~(2+),Ni~(2+)等。其中Cr~(2+)離子表現(xiàn)出超寬帶發(fā)光,較高的量子效率以及優(yōu)良的室溫熒光性能。由于Cr~(2+)在玻璃中受畸變配位場的影響,限制了Cr~(2+)在玻璃中的熒光效率。已有的研究表明,Cr~(2+)在在硫化鋅(ZnS)晶體中表現(xiàn)出優(yōu)良的中紅外發(fā)光特性,但是晶體ZnS難以制備成高質量光纖波導結構。如將Cr~(2+)摻雜在ZnS中制備成納米晶粒,再與玻璃復合,構成納米晶/玻璃復合材料,則可用傳統(tǒng)光纖拉制法制備成近中紅外波段的納米晶/玻璃復合材料有源光纖。因此,如何制備光學性能優(yōu)異、顆粒形貌規(guī)則、粒徑均勻、分散性較好的ZnS:Cr納米晶體成為有待解決的重要任務。本論文著重于研究ZnS:Cr納米晶的制備技術和性能調整方法。探索了ZnS:Cr納米晶體制備方法與納米晶性能的關系,主要內容包括:1、通過直接沉淀-溶劑熱兩步法得到晶粒大小為8 nm的類球形,立方相ZnS:Cr納米晶體。為了增強ZnS:Cr納米晶體的發(fā)光性能,經過合理的脫羥基熱處理,使純的立方相轉變成立方和六方的共存相,得到ZnS:Cr納米晶體的Cr~(2+):5E→5T2躍遷發(fā)光(1600~2800 nm),但熱處理后發(fā)光晶粒團聚不易分散。基于納米晶體熱處理后容易發(fā)生團聚的問題,進而考慮制備ZnS:Cr納米團簇,因為納米團簇的穩(wěn)定性高于納米晶體。本論文采用均相沉淀-水熱兩步法得到顆粒大小為~200 nm的單分散球形ZnS:Cr納米團簇。脫羥基熱處理后能夠維持物相,顆粒形貌、大小、分散性都不變的情況下得到Cr~(2+):5E→5T2躍遷發(fā)光(1600~2800 nm)。2、為了進一步拓寬Cr~(2+)的發(fā)光波段,通過改良的傳統(tǒng)固相法可在常壓、短時間內得到近中紅外發(fā)光的ZnS:Cr和ZnS:Cr:F熒光粉,比較這兩種熒光粉的差別得出:NaF的加入不僅起到了助溶劑和除水劑的作用,還起到了敏化劑的作用,通過敏化作用拓寬了Cr~(2+)的發(fā)光波段(1400~2800 nm)。
【關鍵詞】：近中紅外發(fā)光 ZnS:Cr 超帶寬 納米晶體 納米團簇
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;TQ422
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 1~3 μm熒光激光材料概述10-12
• 1.2 1~3 μm發(fā)光波段的過渡金屬離子概述12-14
• 1.3 摻Cr離子 1~3 μm熒光激光材料的發(fā)展現(xiàn)狀14-17
• 1.4 近中紅外發(fā)光的Cr摻雜ZnS常用制備方法概述17-18
• 1.5 本課題研究的目的和來源18-21
• 1.5.1 本課題研究的意義和目的18-19
• 1.5.2 本課題研究的主要內容19-20
• 1.5.3 本研究課題來源20-21
• 第二章 實驗方法與測試技術21-25
• 2.1 實驗原料21
• 2.2 實驗方法21
• 2.3 樣品檢測與表征21-24
• 2.3.1 X-射線衍射分析測試（XRD）21-22
• 2.3.2 掃描電鏡分析（SEM）22
• 2.3.3 透射電鏡分析（TEM）22
• 2.3.4 傅里葉紅外透射光譜分析（FTIR）22-23
• 2.3.5 熒光光譜測試（PL）23
• 2.3.6 漫反射光譜測試（DRS）23
• 2.3.7 X射線光電子能譜分析（XPS）23-24
• 2.3.8 拉曼光譜分析（RAMAN）24
• 2.4 本章小結24-25
• 第三章 液相法制備ZnS:Cr近中紅外發(fā)光晶體25-47
• 3.1 類球形ZnS:Cr納米晶體粉末的制備與性能研究26-38
• 3.1.1 類球形ZnS:Cr納米晶的樣品制備26
• 3.1.2 類球形ZnS:Cr納米晶的物相和形貌分析26-29
• 3.1.3 類球形ZnS:Cr納米晶的價態(tài)分析29-32
• 3.1.4 類球形ZnS:Cr納米晶的光學性能研究32-38
• 3.2 球形ZnS:Cr納米團簇粉末的制備與性能研究38-46
• 3.2.1 球形ZnS:Cr納米團簇的樣品制備38-39
• 3.2.2 球形ZnS:Cr納米團簇的物相和形貌分析39-43
• 3.2.3 球形ZnS:Cr納米團簇的光學性能研究43-44
• 3.2.4 對比分析ZnS和ZnS:Cr納米團簇的形成機理44-46
• 3.3 本章小結46-47
• 第四章 固相法制備ZnS:Cr近中紅外發(fā)光晶體47-63
• 4.1 ZnS:Cr和ZnS:Cr:F熒光粉的制備與性能研究47-59
• 4.1.1 ZnS:Cr和ZnS:Cr:F熒光粉的樣品制備47-48
• 4.1.2 ZnS:Cr和ZnS:Cr:F熒光粉的物相和形貌分析48-51
• 4.1.3 ZnS:Cr和ZnS:Cr:F熒光粉的光學性能研究51-57
• 4.1.4 ZnS:Cr:F熒光粉 940 nm新吸收峰驗證研究57-59
• 4.2 ZnS:Cr:F熒光粉與玻璃復合的初步嘗試實驗59-62
• 4.2.1 樣品制備60
• 4.2.2 ZnS:Cr復合玻璃性能測試60-62
• 4.3 本章小結62-63
• 結論63-65
• 參考文獻65-73
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果73-75
• 致謝75-76
• 答辯委員會對論文的評定意見76

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓建軍,劉繼翔,周學東;氧化物玻璃的中紅外光學常數(shù)計算方法的探討[J];光學學報;1999年10期

2 高國龍;用于中紅外的鹵化銀光子晶體纖維[J];紅外;2004年06期

3 牛雪珂;戴世勛;周亞訓;張培晴;許銀生;王訓四;;Tm~(3+)摻雜硫鹵玻璃光纖的中紅外增益特性研究[J];光電子.激光;2013年04期

4 ;上海硅酸鹽所成功研制出大尺寸和復雜形狀透明陶瓷[J];硅酸鹽通報;2013年05期

5 張鵬君;戴世勛;曹瑩;彭波;徐鐵峰;聶秋華;章向華;;Tm~(3+)/Dy~(3+)共摻硫鹵玻璃中紅外發(fā)光和能量傳遞研究[J];光譜學與光譜分析;2010年09期

6 黃正裕;戴世勛;孫高海;徐鐵峰;聶秋華;沈祥;王訓四;;Er~(3+)摻雜Ge-Ga-S-KBr硫鹵玻璃的中紅外發(fā)光和多聲子弛豫的研究[J];光子學報;2010年08期

7 鄧圣偉;徐鐵峰;王訓四;戴世勛;沈祥;王國祥;聶秋華;;Dy~(3+)/Tm~(3+)共摻GeS_2-Ga_2S_3-PbI_2玻璃的制備及其中紅外發(fā)光特性研究[J];光電子.激光;2011年02期

8 李忠秀;徐鐵峰;沈祥;戴世勛;王訓四;聶秋華;章向華;;Dy~(3+)摻雜Ge-Ga-Se-KBr硫鹵玻璃近紅外和中紅外發(fā)光特性研究[J];中國稀土學報;2010年02期

9 熊艷梅;唐果;段佳;李春子;王冬;閔順耕;;近紅外、中紅外和拉曼光譜法測定商品農藥制劑中溴氰菊酯的含量[J];光譜學與光譜分析;2010年11期

10 朱軍;戴世勛;彭波;徐鐵峰;王訓四;章向華;;Ho~(3+)摻雜Ge-Ga-S-CsI玻璃中紅外發(fā)光性能研究[J];無機材料學報;2010年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 胡和方;范有余;馮際田;林鳳英;;在可見光到中紅外5μm波段具有高透過率的玻璃[A];中國硅酸鹽學會2003年學術年會論文摘要集[C];2003年

2 陳長水;;利用氣體精細吸收光譜進行單頻中紅外激光波長鎖定研究[A];中國光學學會2011年學術大會摘要集[C];2011年

3 陳長水;劉頌豪;;中紅外光源技術和痕量物質檢測研究[A];中國光學學會2011年學術大會摘要集[C];2011年

4 劉建國;劉文清;張玉鈞;陳東;闞瑞峰;;差頻中紅外激光光譜技術探測大氣甲醛污染研究[A];2006年全國光電技術學術交流會會議文集（B 光學系統(tǒng)設計與制造技術專題）[C];2006年

5 曹振松;Dirk Richter;Petter Weibring;Alan Fried;;基于中紅外差頻光源的高精度二氧化碳同位素探測[A];S8 大氣探測與儀器新技術、新方法[C];2012年

6 魏星斌;彭躍峰;王衛(wèi)民;李德明;;高功率中紅外可調諧光參量振蕩器[A];全國光電子與量子電子學技術大會論文集[C];2011年

7 彭躍峰;;高效率中紅外可調諧激光器[A];中國工程物理研究院科技年報(2009年版)[C];2010年

8 錢列加;袁鵬;謝國強;;基于OPCPA過程的高功率可調諧中紅外飛秒激光技術[A];第十屆全國光電技術學術交流會論文集[C];2012年

9 盧本強;劉啟明;侯亞男;趙修建;;Dy~(3+)摻雜GeS_2-Ga_2S_3-CsI玻璃中紅外發(fā)光性能研究[A];第七屆全國稀土發(fā)光材料學術研討會會議論文摘要集[C];2011年

10 卞進田;聶勁松;孫曉泉;;中紅外激光技術及其進展[A];2006年全國光電技術學術交流會會議文集（C 激光技術與應用專題）[C];2006年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 仲海洋;中紅外碲酸鹽激光玻璃中稀土離子的光學躍遷與能量傳遞研究[D];大連海事大學;2012年

2 劉曉東;無序介質的中紅外光子局域化和Z-掃描技術研究[D];燕山大學;2002年

3 夏林中;寬帶連續(xù)可調諧的中紅外激光器研究[D];華中科技大學;2009年

4 張學智;中紅外硅基環(huán)形諧振腔中若干非線性效應及其應用研究[D];南開大學;2012年

5 陳小明;高功率短脈沖固體激光及其泵浦的中紅外周期極化鈮酸鋰光學參量振蕩器特性研究[D];西北大學;2014年

6 孫啟兵;近紅外及中紅外波段激光非線性頻率變換技術研究[D];中國科學院研究生院(西安光學精密機械研究所);2010年

7 石立超;中紅外空心布拉格光纖及其痕量氣體傳感應用[D];清華大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉奕辰;基于光學超晶格可用于氣體探測的中紅外光學參量振蕩器研究[D];南京大學;2016年

2 周觀香;ZnS:Cr的制備與可調近中紅外發(fā)光性能研究[D];華南理工大學;2016年

3 郭躍;基于MgO:PPLN晶體的中紅外差頻產生激光光源研究[D];南京信息工程大學;2016年

4 項樂強;硅基中紅外光開關器件的研究[D];浙江大學;2015年

5 葛琦;水霧的近、中紅外消光性能研究[D];武漢大學;2004年

6 秦雪飛;基于PPLN晶體的中紅外差頻激光技術研究[D];浙江師范大學;2013年

7 馬芬;載波包絡相位穩(wěn)定的中紅外OPCPA機理與技術研究[D];中國科學院研究生院（西安光學精密機械研究所）;2013年

8 邊莎莎;基于周期性疇極化反轉摻鎂鈮酸鋰晶體的新型中紅外激光器研究[D];浙江大學;2011年

9 戴威;基于亞波長直徑氧化鋅線的中紅外快響應探測研究[D];浙江大學;2010年

10 鄧穎;超連續(xù)譜注入光參量放大法產生超短中紅外激光脈沖技術研究[D];中國工程物理研究院;2007年

，

本文編號：1005905