C12A7∶Yb3+/Eu3+多晶粉制备及上转换光学性能的研究

吴思萦，钱艳楠，张海燕

广东工业大学材料与能源学院，广东 广州 510006

随着时代的发展和显像技术的进步，稀土掺杂上转换发光材料以其特殊的电子结构和优异的光学性能，在信息显示领域中占有着越来越重要的地位．它不但发光光谱的谱带窄、色纯度高、荧光寿命强，还有着稳定的物理化学性能[1]，广泛的应用在光存储、显示器、固体激光器、太阳能电池和生物荧光标定等方面[2-3]．稀土掺杂上转换发光材料主要由稀土离子和基质材料两部分组成[4]．稀土离子能够被长波长的光源激发产生能级跃迁，并发射相应波长的荧光．常见的用于上转换发光的稀土离子有Er3+，Eu3+，Ho3+和Tm3+等[5]．Eu3+离子由于丰富的能级结构，可以有效的发射出上转换红光和绿光．在近红外光激发下，Yb3+离子具有大的吸收截面积，并且可以高效的将吸收的能量传递给Eu3+离子．

常用的上转换基质材料主要有三种：氟化物、硫化物和氧化物[9]，相比于氟化物和硫化物[10-11]，氧化物材料不但原料来源丰富且成本低廉、合成工艺简便，还拥有良好的物理化学稳定性[12]．在众多氧化物中，由于12CaO·7Al2O3(C12A7)具有独特的笼状结构，成为上转换基质材料中研究热点之一．C12A7结构中包含了[Ca24Al28O64]4+骨架和自由O2-离子，其中骨架由12个Ca，Al和O构建的三维笼子组装而成[13]，三维笼状结构里的O离子可以被H-和e-等阴离子代替，使得C12A7具备优异的光电性能[14]．此外，C12A7的声子能量(800 cm-1)[15]较低，在上转换过程中声子参与了离子间能量传递的过程，声子的数量能够影……