Hf4+共掺NaYF4∶Yb/Tm提高上转换发光性能研究

利用X射线多晶衍射仪、场发射扫描电镜、场发射透射电镜、X射线光电子能谱和荧光光谱仪对相近半径离子Hf4+和Zr4+共掺六方NaYF4∶Yb3+/Tm3+的结构、形貌和上转换发光性能进行研究.结果表明Hf4+和Zr4+离子共掺六方NaYF4∶ Yb3+/Tm3+可有效调控晶场的不对称性,Hf4+相对于Zr4+是个更好的掺杂离子,它在调控晶场的同时还参与Tm3+离子上转换发光的能量传递过程,明显提高了短波500 nm以下发射带的荧光强度;而Zr4+离子仅扮演晶场调控角色而未能参与稀土离子Tm3+的上转换发光过程,Tm3+离子小于500 nm短波发射带的荧光强度没有得到明显的提高,仅提高802 nm发射带的荧光强度.该研究发现Hf4+可作为蓄能离子参与稀土离子的上转换发光过程,有助于将Hf4+作为蓄能离子和晶格操纵工具用于设计和制备其它高性能的稀土上转换发光材料.