编号：FTJS05272
篇名：Er3+-Tm3+-Yb3+掺杂Bi4Ti3O12薄膜的上转换白色荧光和铁电性能
作者：孙丽娜； 谭俊； 巴德纯； 原培新
关键词：白色荧光； 铁电性能； 上转换； 薄膜；
机构： 东北大学机械工程与自动化学院； 东北大学理学院； 东北大学研究院；
摘要： 通过化学溶液沉积法制备了Er3+-Tm3+-Yb3+共掺杂的Bi4Ti3O12薄膜,并研究了薄膜的上转换荧光和铁电性能.在980 nm红外光的激发下,薄膜的室温发射光谱在可见光区域显示岀4个发射带,分别是峰值为478 nm的蓝光发射带,对应Tm3+的1G4→3H6能级跃迁;峰值为527和548 nm的绿光发射带,对应Er3+的2H11/2→4I15/2和4S1/2→4I15/2能级跃迁;峰值为657 nm的红光发射带,由Er3+的4F9/2→4I15/2和Tm3-的1G4→3F4能级跃迁产生的发射带复合而成.荧光的颜色可以通过改变Er3-,Tm3+,Yb3+离子的掺杂浓度加以调节.在固定Tm3+,Yb3-浓度的Bi3.59-xErxTm0.01Yb0.4Ti3O12（BEr,TYT）薄膜中,随着Er3+浓度的增加,红、蓝光和绿、蓝光的强度比均增加,Er3+离子的淬灭浓度为1.75‰（摩尔分数,下同）;在固定Er3+,Yb3+浓度的Bi3.593-yEr0.007TmyYb0.4Ti1O12(BETmyYT]薄膜中,随着Tm3+浓度的增加,绿、蓝光和红、蓝光的强度比均降低,Tm3+的淬灭浓度为2.5‰;在固定Er3-,Tm3+浓度的Bi3.98-xEr0.01Tm0.01Yb,Ti3O12（BETYb,T）薄膜中,随着Yb3+浓度的增加,蓝、绿光和红、绿光的强度比均增加,Yb3-对Er3-发射的荧光淬灭浓度小于5%,而对Tm3-发射的荧光淬灭浓度大于18%.Bi3.5#15Er0.0045Tm0.01Yb0.4Ti3O12薄膜上转换荧光值为（0.31,0.34）,最接近标准白光的色度坐标（0.33,0.33）.在不同功率的红外激光激发下,薄膜荧光的色度坐标变化幅度很小,说明薄膜具有较好的颜色稳定性.通过分析薄膜荧光的上转换机制,从Er3+向Tm3-有明显的能量传递发生,使光谱中红、绿、蓝光的相对强度和稀土离子的淬灭浓度发生明显变化.薄膜的铁电性能测试表有,当Er3+,Tm3+,Yb3+掺杂的总浓度约为10%时(Bi3.5815Er0.0085Tm0.01Yb0.4Ti3O12,薄膜的铁电剩余极化强度达到最大值,为27.8μC/cm2.
