本文關鍵詞：稀土氟化物高壓結構相變和發(fā)光性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2015年

稀土氟化物高壓結構相變和發(fā)光性能的研究

宮晨  

【摘要】：稀土氟化物及其稀土離子摻雜材料是一類重要的功能材料，在光電通訊、激光、診斷學和生物標記等領域有著廣闊的應用前景而成為材料科學的研究熱點。利用高壓這種極端條件來研究材料結構和性質(zhì)的變化，是當前高壓物理學領域的重要研究方向，對獲得新結構﹑合成新材料﹑發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象、總結新規(guī)律具有重要的指導意義和潛在的應用價值。對稀土氟化物高壓下的結構相變規(guī)律、其摻雜發(fā)光材料高壓下的發(fā)光特性、以及納米效應對其結構相變和發(fā)光性能影響的研究是重要的研究課題，對深入探索稀土氟化物的應用前景具有重要的指導意義。然而，目前對于稀土氟化物高壓行為的研究還局限在具有較大的稀土離子半徑、常壓結構為六角結構的稀土氟化物。對于具有較小離子半徑、常壓結構為正交結構的稀土氟化物的高壓研究目前還未見報道。因此，針對以上研究課題，我們開展了對具有較小稀土離子半徑的一類稀土氟化物的研究工作。在本論文中，我們以這一類稀土氟化物中的典型材料YF333、Eu+摻雜的YF3、Eu+摻雜的YF3納米材料和在這一類稀土氟化物中具有相對較大稀土離子半徑的GdF3為研究對象，利用金剛石對頂砧高壓裝置對它們開展了詳細的高壓結構相變和發(fā)光性能的研究，主要結果如下： 1.對YF3高壓結構相變的研究。 利用原位高壓同步輻射X射線衍射的實驗方法首次研究了亞微米YF3的高壓結構相變，實驗最高壓力為31.9GPa。發(fā)現(xiàn)YF3在7.5GPa時發(fā)生了高壓結構相變，并在壓力升高到15.4GPa時完全轉變?yōu)楦邏合�。這一高壓相結構可以穩(wěn)定的保持到實驗的最高壓力，并在卸壓后回到初始的正交結構。我們指認這一新高壓結構為六角結構，空間群為P3c1。通過體模擬合得到YF3正交相和六角相結構的體彈模量分別為146(6) GPa和267(45) GPa。這一實驗結果揭示了具有較小稀土離子半徑的稀土氟化物的高壓結構相變規(guī)律，豐富了對稀土氟化物高壓結構相變的認識，對稀土氟化物高壓行為的研究具有重要的指導意義。 2.對YF33:Eu+的高壓結構相變和發(fā)光性能的研究。 利用原位高壓同步輻射X射線衍射技術和原位高壓發(fā)光技術研究了亞微米YF+3:Eu3的高壓結構相變和發(fā)光性能，實驗的最高壓力分別為24.5GPa和25GPa。發(fā)現(xiàn)樣品的相變壓力與YF3相近，為8.4GPa；相變次序與YF3完全相同，也是由正交結構轉變?yōu)榱墙Y構并在卸壓后回到正交結構；并且具有與YF3相近的體彈模量。Eu3+離子的摻雜對YF3的高壓結構相變行為幾乎沒有影響。YF3:Eu3+的發(fā)光光譜強度在相變前隨著壓力的升高而增強。這些實驗結果豐富了對摻雜稀土發(fā)光材料高壓行為的認識，對利用高壓手段獲得新型發(fā)光材料具有重要指導意義。 3.對YF3:Eu3+納米顆粒的高壓結構相變和發(fā)光性能的研究。 利用原位高壓同步輻射X射線衍射技術和原位高壓發(fā)光技術研究了YF3:Eu3+納米顆粒（40nm）的高壓行為，實驗最高壓力分別為31.1GPa和25GPa。發(fā)現(xiàn)樣品發(fā)生結構相變的壓力為11.8GPa，高于其亞微米摻雜材料，這是由于納米材料具有更高的表面能使其相變壓力提高。高壓下YF33:Eu+的相變次序與其亞微米尺寸材料相同，也是由正交結構轉變?yōu)榱墙Y構，并且在卸壓后回到正交結構。YF33:Eu+納米材料高壓相體模要明顯小于其亞微米尺寸材料，，這與納米顆粒內(nèi)外殼層原子排布差異有關。隨著樣品發(fā)生結構相變，Eu3+的發(fā)光光譜隨基質(zhì)環(huán)境對稱性的改變出現(xiàn)了明顯的變化。這一研究結果填補了對稀土氟化物納米材料高壓行為的認識的空白，對稀土氟化物納米材料高壓行為的研究具有重要的指導意義。 4.對GdF3高壓結構相變的研究。 利用原位高壓X射線衍射技術研究了GdF3高壓下的結構相變，實驗的最高壓力為29.5GPa。發(fā)現(xiàn)GdF3與YF3的高壓相變次序完全相同，由初始的正交結構轉變?yōu)榱墙Y構，并在卸壓后回到初始的正交相結構。GdF3的高壓相變的初始壓力為3.2GPa，遠小于YF3的相變壓力。GdF3與YF3初始正交結構的體彈模量基本相似，但GdF3的高壓相體模稍小。我們推測稀土氟化物的相變壓力和高壓相體彈模量的差異與其稀土離子半徑大小有關，稀土離子的半徑越大，其相變壓力越低，高壓相體模越小。這一研究結果對總結具有較小離子半徑的一類稀土氟化物的高壓相變規(guī)律具有重要意義。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O521.23
【目錄】：

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1 Zhen Geng;Cunman Zhang;Dabin Wang;Xiangyang Zhou;Mei Cai;;Pore size effects of nanoporous carbons with ultra-high surface area on high-pressure hydrogen storage[J];Journal of Energy Chemistry;2015年01期

【共引文獻】

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1 張慶彬;孔祥貴;王新;程成;;NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上轉換發(fā)光納米晶在三元混合溶劑體系中的配體交換修飾及發(fā)光性質(zhì)[J];高等學�；瘜W學報;2014年02期

2 張�；�;郭福強;魏偉;;水熱-溶劑熱法合成PbS納米晶的現(xiàn)狀研究[J];昌吉學院學報;2014年01期

3 張洋洋;仲華;陳寶玖;夏英;林海;;聚甲基丙烯酸甲酯中乙酰丙酮銪水合物摻雜形成的差異化發(fā)光中心[J];光譜學與光譜分析;2014年06期

4 鄭輝;相蘇原;陳寶玖;;利用Er~(3+)光學溫度傳感特性研究Tm~(3+)/Yb~(3+)摻雜NaY(WO_4)_2微米球的激光輻照熱效應[J];發(fā)光學報;2014年07期

5 熊紅紅;陳巧霞;朱超;趙昕;王志強;林海;柳鳴;;硼酸鑭鈣中三價銪離子的輻射躍遷參數(shù)[J];大連工業(yè)大學學報;2014年05期

6 邵曉莉;宋立新;杜平凡;熊杰;馮濤;房長江;;Y_2O_3:Eu~(3+)納米纖維與納米帶的制備及其發(fā)光性能[J];紡織學報;2014年11期

7 王白楊;肖新光;唐世華;劉岑;;明膠/Fe_2S_3納米生物復合物形成反應的熱力學及明膠構象變化[J];影像科學與光化學;2014年06期

8 傅利;趙宇宏;楊曉敏;王楠;文志勤;韓培德;;Mg-Al-Si-Ca合金系金屬間化合物的電子結構和力學性能的第一性原理計算[J];稀有金屬材料與工程;2014年11期

9 楊成鋼;黃清明;林清桂;俞瀚;俞建長;;Eu~(3+)/Tb~(3+)/MoO_4~(2–)摻雜鎢酸鈣體系熒光粉的結構及其發(fā)光性能[J];硅酸鹽學報;2015年01期

10 陳文豪;陳敏;肖體喬;;同步輻射中FT-IR譜儀入射光束角度偏移對光譜測量的影響[J];核技術;2011年01期

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1 卞祖強;衛(wèi)慧波;禹鋼;魏晨;趙子豐;劉志偉;黃春輝;;高性能發(fā)光稀土配合物及其應用研究[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第06分會：稀土材料化學及應用[C];2014年

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1 張萬軍;基于新材料的翻譯后修飾蛋白質(zhì)、多肽富集鑒定新方法的研究[D];中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院;2013年

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3 程倩;NaGdF_4:Yb~(3+)，Er~(3+)磁性—熒光納米粒子的制備及改性機理研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

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5 楊海濱,鄒廣田,李明輝,白亦真;室溫下壓致鐵鈷鎳合金的bcc→hcp相變[J];高壓物理學報;1991年02期

6 陳福泉,林樽達,周雄博;雜質(zhì)對碘化鉈結構相變機理的影響[J];人工晶體學報;1992年02期

7 張明生,尹真;結構相變和聲子特性[J];物理學進展;1993年Z1期

8 顧國昌;陳鴻;吳翔;;六氯碲化銨中的結構相變及同位素效應[J];上海交通大學學報;1993年05期

9 曾令祉，蔣毅堅，王榮平;鈦酸鋇有序──無序型結構相變機制的新證據(jù)[J];光散射學報;1995年Z1期

10 韓杰,鄒廣田,崔田;Ba_3Bi_3Ti_4NbO_(18)的壓致結構相變[J];高壓物理學報;1999年01期

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1 王哲明;;甲酸鹽的變溫結構和結構相變[A];中國化學會第29屆學術年會摘要集——第13分會：晶體工程[C];2014年

2 陳艷萍;龍毅;萬發(fā)榮;;用商用Gd制備的Gd_5Si_(1.85)Ge_(2.15)的結構變化研究[A];第四屆中國功能材料及其應用學術會議論文集[C];2001年

3 周赫田;劉麗玲;張樹霖;周學秋;商玉生;王彥云;姚振益;;高壓下BaF_2的喇曼光譜和壓力相變[A];第二屆全國光散射學術會議論文集（上）[C];1983年

4 陳鎮(zhèn)平;薛運才;薛人中;李濤;代海洋;陳靖;;Zn/Fe摻雜RBa_2Cu_(3-x)M_xO_(7-δ)超導體系結構相變及局域電子結構特征的正電子研究[A];第十一屆全國正電子湮沒譜學會議論文集[C];2012年

5 趙智;左健;;PbWO_4微晶高壓結構相變的Raman光譜研究[A];第十七屆全國光散射學術會議摘要文集[C];2013年

6 于華民;郭星原;劉瑩;許大鵬;;微區(qū)Raman光譜在TiO_2高壓結構相變研究中的應用[A];第十四屆全國光散射學術會議論文摘要集[C];2007年

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10 侯碧輝;郭常新;李碧琳;葵劍云;;以Mn~(2+)為標記的ESR研究ZnS的結構相變[A];第五屆全國波譜學學術會議論文摘要集[C];1988年

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本文編號：174156