📄Работа №75890

Тема: АПКОНВЕРСИОННАЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОРОШКОВ MF2:ER,HO И MF2:HO ПРИ ВОЗБУЖДЕНИИ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ С ДЛИНАМИ ВОЛН 1.5 И 2.0 МКМ

📝
Тип работы Магистерская диссертация
📚
Предмет физика
📄
Объем: 82 листов
📅
Год: 2019
👁️
Просмотров: 73
4945 руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ 6
1. Литературный обзор 9
1.1. Особенности фторидных материалов со структурой флюорита, легированных редкоземельными ионами, влияющие на эффективность
апконверсионной люминесценции 9
1.2. Апконверсионная люминесценция ионов Ho3+и Yb3+при возбуждении
на уровень 5I7 ионов Ho3+ 15
1.3. Апконверсионная люминесценция ионов Ho3+и Er3+при возбуждении
на уровень 4I13/2ионов Er3+ 26
1.4. Разновидности визуализаторов лазерного излучения 37
2. Объекты и методы исследования 41
2.1 Объекты исследования 41
2.2 Спектрально-люминесцентные методы исследования 45
2.3 Получение полимерных материалов на основе апконверсионных
люминофоров 50
3. Результаты 52
3.1 Апконверсионная люминесценция в порошках SrF2:Ho при
возбуждении на уровень 5I7ионов Ho3+ 52
3.2 Апконверсионная люминесценция в порошках SrF2:Yb,Ho при
возбуждении на уровень 5I7ионов Ho3+ 59
3.3 Апконверсионная люминесценция в порошках SrF2:Er,Ho при
возбуждении на уровни 5I7ионов Ho3+и 4I13/2и ионов Er3+ 65
3.4 Применение фторидных апконверсионных люминофоров в качестве
визуализаторов лазерного излучения 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

📖 Введение

В настоящее время большое количество работ посвящено поиску эффективных апконверсионных люминофоров с заданным спектром излучения, обеспечивающих преобразование инфракрасного излучения в видимое свечение [1-7]. Интерес к данным материалам вызван их применением в фотонике, светотехнике, медицине, биологии и других областях науки и техники. Например, использование люминофоров в светодиодных источниках освещения позволяет улучшить цветопередачу и повысить энергоэффективность светильников. Применение апконверсионных материалов в солнечных батареях позволяет увеличить их кпд работы за счет дополнительного преобразования излучения солнца в диапазоне 1 - 2.2 мкм в зеленую люминесценцию и в последующем в фототок. Еще одним важным применением апконверсионных люминофоров является их использование в качестве визуализаторов инфракрасного лазерного излучения. Анализ коммерческих инфракрасных визуализаторов показывает, что в настоящее время на рынке отсутствуют визуализаторы, обеспечивающие визуализацию излучения в спектральном диапазоне более 1700 нм [8-12]. При этом следует заметить, что в настоящее время разработаны и активно используются лазеры, генерирующие излучение в диапазоне длин волн 1700-2150 нм, для которых также требуются эффективные визуализаторы. Таким образом, проблема поиска новых апконверсионных люминофоров является актуальной, так как ее решение позволит повысить энергоэффективность многих устройств на основе данных материалов и расширит область их применений.
В настоящей работе объектами исследования являются концентрационные серии фторидных кристаллических порошков со структурой флюорита, легированные редкоземельными ионами Ho3+, Yb3+и Er3+. Благодаря низкой энергии фонона и эффекту кластеризации редкоземельных ионов, фторидные материалы со структурой флюорита являются эффективными апконверсионными материалами [13-15]. Низкая энергия фононов приводит к уменьшению вероятности процессов многофононной релаксации и увеличению времени жизни промежуточных уровней РЗ ионов (например, уровни 5I7ионов Ho3+и 4I13/2ионов Er3+), которые играют важную роль в процессах апконверсионного преобразования. Ассоциация РЗ ионов в кластеры приводит к уменьшению расстоянию между ними и как следствие этого увеличивается вероятность апконверсионных процессов, основанных на межионном взаимодействии: последовательная передача энергии, кооперативные процессы и процессы кросс-релаксации. Например, ионы Ho3+легированные в оксидные (Y3Al5O12, Еи2Оз, YWO4, YAIO3 и др.) и некоторые фторидные (L1YF4, LiLuF4 и др.) матрицы не обладают интенсивной апконверсионной люминесценцией при возбуждении на уровень 5I7этих ионов.
В работах [16, 17] было показано, что кристаллы и прозрачная керамика со структурой флюорита CaF2:Ho обладают интенсивной красной люминесценцией при возбуждении на уровень 5I7ионов Ho3+лазерным излучением с длиной волны 1912 нм. Анализ литературных данных показывает, что в настоящее время в мире отсутствуют работы посвященные исследованию апконверсионной люминесценции в порошках SrF2:Ho, SrF2:Ho,Yb и SrF2:Er,Ho при возбуждении на уровень 5I7ионов Ho3+и на уровень 4I13/2ионов Er3+. Таким образом, полученные в результаты исследования апконверсионной люминесценции во фторидных порошках являются оригинальными.
В соответствии с этим, целью настоящей магистерской диссертации являлось исследование спектрально-люминесцентных свойств фторидных люминофоров SrF2:Ho, SrF2:Ho,Yb и SrF2:Er,Ho и создание визуализаторов лазерного излучения на их основе.
Для достижения поставленной цели в данной работе решались следующие задачи:
1) Исследование абсорбционных свойств люминофоров SrF2:Ho,
SrF2:Ho,Yb и SrF2:Er,Ho.
2) Исследование апконверсионной люминесценции фторидных люминофоров SrF2:Ho, SrF2:Ho,Yb и SrF2:Er,Ho при возбуждении на энергические уровни 5I7ионов Ho3+и 4II3/2ионов Er3+.
3) Определение оптимального состава люминофора для использования в качестве визуализаторов лазерного излучения.
4) Разработка методики создания визуализаторов лазерного излучения методами экструзии и горячего прессования.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании
🎓 Дипломные 📘 Магистерские 📙 Диссертации 📗 Курсовые 📝 Статьи 📄 ВКР

✅ Заключение

В настоящей работе исследовалась апконверсионная люминесценция видимого диапазона спектра в люминофорах SrF2:Ho, SrF2:Ho,Yb и SrF2:Er,Ho и разработана методика создания визуализаторов лазерного излучения на их основе при возбуждении на уровень 4I13/2ионов Er3+и на уровень 5I7ионов Ho3+. Была изучена зависимость интенсивности апконверсионной люминесценции от концентрации редкоземельных ионов.
В работе получены следующие основные результаты и выводы:
1) Люминофоры SrF2:Ho, SrF2:Ho,Yb и З^уНо^Ег обладают интенсивной апконверсионной люминесценцией в видимом спектральном диапазоне длин волн при возбуждении лазерным излучением в области 2 мкм, что позволяет их использовать в качестве визуализаторов лазерного излучения.
2) Процессы межионного взаимодействия ответственны за возникновения апконверсионной люминесценции в порошках SrF2:Ho и SrF2:Ho,Yb при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 1912 нм на энергетический уровень 5I7ионов Ho3+.
3) Солегирование люминофоров SrF2:Ho ионами Yb3+не приводит к увеличению интенсивности апконверсионной люминесценции в видимом спектральном диапазоне длин волн при возбуждении лазерным излучением с длиной волны 1912 нм.
4) Солегирование люминофоров SrF2:Ho ионами Er3+позволяет увеличить спектральную область (1450-1650 нм и 1880-2090 нм) преобразования ИК лазерного излучения в люминесценцию видимого диапазона длин волн.
5) Разработана методика получения апконверсионной полимерной пленки методами экструзии и горячего прессования.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ
Поиск аналога

📕 Список литературы

1. Bloembergen N., Solid state infrared quantum counters, Phys. Rev. Letters 2(3), 84 (1959)
2. Овсянкин В.В. О механизме суммирования электронных возбуждений в активированных кристаллах / В.В. Овсянкин, П.П. Феофилов // Письма в ЖЭТФ. - 1966 - Т. 3. - С. 494-497.
3. Auzel F., Comterguantique par transfertd'energie entre deux ions de terresraresdansun tungstate mixteetdansunferre, C.R. Acad. Se. Paris B. 262, 1016 (1966)
4. Auzel F., Upconversion and Anti-Stokes Processes with f and d Ions in Solids, Chem. Rev. 104(1), 139 (2004)
5. Bullock S.R., Reddy B.R., Venkateswarlu P., Site-selective energy upconversion in CaFKHo3+, J. Opt. Soc. Am. B. 14, 553 (1997)
6. Pollnau M., Gamelin D. R., Luthi S. R., Gudel H. U., Hehlen M. P., Power dependence of upconversion luminescence in lanthanide and transition¬metal-ion systems, Phys. Rev. B. 61, 3337 (2000)
7. Goldschmidt J.C., Fischer S., Upconversion for Photovoltaics - a Review of Materials, Devices and Concepts for Performance Enhancement, Advanced Optical Materials 3(11), 1487 (2015)
8. http://www.thorlabs.de
9. http://www.polironik.ru
10. http://www.scitc.ru.
11. http://www.roithner-laser.com
12. http://www.newport.com
13. Kazanskii S. A., Ryskin A. I., Nikiforov A. E., Zaharov A. Yu., Ougrumov M. Yu., Shakurov G. S., EPR spectra and crystal field of hexamer rare- earth clusters in fluorites, Phys.Rev.B. 72, 014127 (2005)
14. Greis O., Haschke J. M., Rare earth fluorides, Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earth 5(55), 387 (1985)
15. Fedorov P. P., Luginina A. A., Kuznetsov S. V., Osiko V. V., Nanofluorides, J. Fluorine Chem. 132, 1012 (2011)
16. Lyapin A. A., Ryabochkina P. A., Ushakov S. N., Fedorov P. P., Visualiser of two-micron laser radiation based on Ho:CaF2 crystals, Quantum Electronics 44, 602 (2014)
17. Lyapin A. A., Ryabochkina P. A., Chabushkin A. N., Ushakov S. N., Fedorov P. P., Investigation of the mechanisms of upconversion luminescence in Ho3+ doped CaF2 crystals and ceramics upon excitation of 5I7 level, Journal of Luminescence 167, 120 (2015)
18. Щеулин А.С. Голографические среды на основе кристаллов со структурой флюорита с центрами окраски / А.С. Щеулин, А.Е. Ангервакс, А.И. Рыскин - СПб: СПбГУ ИТМО. - 2009.
19. http://www.geologycafe.com
20. https://www.pandia.ru
21. Козловский Е. А. Горная энциклопедия / Е.А. Козловский - М.: Советская энциклопедия, 1984.
22. Миловский А. В. Минералогия / А. В. Миловский, О.В.Кононов - М. :Изд-во МГУ, 1982.
23. Булах А. Г. Минералогия с основами кристаллографии / А. Г. Булаг - М. : Недра, 1989.
24. Ландау Л. Д. Теоретическая физика, том 5: Статистическая физика. Часть 1 / Л. Д. Ландау, Е. М.Лифшиц - М. :Физматлит, 2002.
25. Савельев И. В. Курс общей физики, том 3: Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц. / И. В. Савельев - М. : Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987.
26. Кудин В. И. Электрические свойства металлов и полупроводников / В.И. Кудин, В.А. Мартинович - Минск: БНТУ, 2008.
27. Маделунг О. Теория твердого тела / О. Маделунг - М.:Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1980.
28. Zeng F., Ren G., Qiua X., Yang Q., Chen. J., The effect of PbF2 content on the microstructure and upconversion luminescence of Er3+-doped SiO2- PbF2-PbO glass ceramics, J. Non-Cryst. Sol. 354, 3428 (2008)
29. Richman I., Longitudinal Optical Phonons in CaF2, SrF2, and BaF2, J. Chem. Phys. 41(9) , 2836 (1964)
30. Прохоров А. М. Исследование структуры кристаллов с примесью редкоземельных элементов спектроскопическими методами; Проблемы современной кристаллографии. Сборник статей памяти академика А.В. Шубникова. / А. М. Прохоров, В. В. Осико - М.: Наука, 1975.
31. Казанский С. А. Кластеры ионов III группы в активированных кристаллах типа флюорита / С. А. Казанский, А. И. Рыскин // ФТТ. - 2002. - Т. 44(8). - С. 1356-1366.
32. F. Auzel, Upconversion and Anti-Stokes Processes with f and d Ions in Solids, Chemical Reviews 104(1), 139 (2004)
33. Savikin A. P., Perunin I. Yu., Kurashkin S. V., Budruev A. V., Grishin I. A., Anti-Stokes Luminescence in LiYF4:Ho3+, Yb3+ Ceramics Excited at 1.93 pm, Optics and Spectroscopy 124(3), 307 (2018)
34. Savikin A. P., Perunin I. Yu., Kurashkin S. V., Budruev A. V., Grishin I. A., Study of Anti-Stokes Luminescence of ZBLAN:Ho3+ Ceramics Excited at 1908 nm, Optics and Spectroscopy 125(4), 487 (2018)
35. Savikin A. P., Egorov A. S., Budruev A. V., Perunin I. Yu., Krasheninnikova O. V., Grishin I. A., Spectral Properties and Anti-Stokes Luminescence of TeO2-BaF2:Ho3+, Ho3+/Yb3+ Ceramics and Glass Excited by 1.9¬pm Radiation of a Tm:LiYF4 Laser, Technical Physics Letters 43(7), 652 (2017)
36. Guhur A., Jackson S. D., Efficient holmium-doped fluoride fiber laser emitting 2.1 pm and blue upconversion fluorescence upon excitation at 2 pm, Optics Express 18(19), 20164 (2010)
37. Ivanova S., Pelle F., Tkachuk A., Joubert M.-F., Guyot Y., Gapontzev V.P., Upconversion luminescence dynamics of Er-doped fluoride crystals for optical converters, Journal of Luminescence 128, 914 (2008)
38. Jouart J. P., Mary G., Upconversion in Er3+-doped fluorite-type crystals pumped by 1.5 pm tunable diode laser, Journal of Luminescence 46, 39 (1990)
39. Pollack S. A., Chang D. B., Shih I-Fu, Tzeng R., Upconversion use for viewing and recording infrared images, Applied Optics 26(20), 4400 (1987)
40. Lyapin A. A., Ryabochkina P. A., Gushchin S. V., Kuznetsov S. V., Chernov M. V., Proydakova V. Yu., Voronov V. V., Fedorov P. P., Upconversion Luminescence of Fluoride Phosphors SrF2:Er,Yb under Laser Excitation at 1.5 pm, Optics and Spectroscopy 125(4), 537 (2018)
41. Lyapin A. A., Gushchin S. V., Kuznetsov S. V., Ryabochkina P.
A., Ermakov A. S., Proydakova V. Yu., Voronov V. V., Fedorov P. P., Artemov S. A. , Yapryntsev A. D., Ivanov V.K., Infrared-to-visible upconversion
luminescence in SrF2:Er powders upon excitation of the 4I13/2 level, Optical Materials Express 8(7), 1863 (2018)
42. Пикин С. А. Жидкие кристаллы / С. А. Пикин, Л. М. Блинов - М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1982.
43. Де Жен П. Физика жидких кристаллов / П. Де Жен - М.: Мир, 1977.
44. Парфианович И. А. Люминесценция кристаллических веществ: Учеб. пособие / И. А. Парфианович, В.Н. Саломатов - Иркутск: [б. и.], 1975.
45. Шалаев А. А. Взаимодействие дефектов и фотостимулированная люминесценция во фторидах бария: дис. ... канд. физ.-мат. наук, Сибирское отдел. РАН, Ин-т геохим. им. А. П. Виноградова - Иркутск, 2003.
46. Bloembergen N. Solid State Infrared Quantum Counters, Phys. Rev. Letters 2(3), 84 (1959)
47. Auzel F. Compteur quantique par transfert d'energie entre deux ions de terres rares dans un tungstate mixte et dans un verre / F. Auzel // C. R. Acad. Se. Paris B. 262, 1016 (1966)
48. Auzel F. Compteur quantique par transfert d'energie de Yb3+ a Tm3+ dans un tungstate mixte et dans un verre germinate, C. R. Acad. Se. Paris B. 262, 819 (1966)
49. Rozhnova Yu .A., Kuznetsov S. V., Luginina A. A., Voronov V. V., Ryabova A. V., Pominova D. V., Ermakov R. P., Usachev V. A., Kononenko N. E., Baranchikov A. E., Ivanov V. K., Fedorov P. P., New Sri-x-zRx(NH4)zF2+x-z (R = Yb, Er) solid solution as precursor for high efficiency up-conversion luminophor and optical ceramics on the base of strontium fluoride, Mat. Chem. Phys. 172, 150 (2016)
50. Рожнова Ю. А. Синтез ап-конверсионных люминофоров на основе фторида стронция, легированного Ho3+и Er3+, для визуализаторов двухмикронного излучения / Ю. А. Рожнова, С. В. Кузнецов, В. В. Воронов, П. П. Федоров // Конденсированные среды и межфазные границы. - 2016 - Т. 18(3). - С. 408-413.
51. Федоров П. П. Cum^ бинарных фторидов методом соосаждения из водных растворов / П. П. Федоров, С. В. Кузнецов, М. Н. Маякова, В. В. Воронов, Р. П. Ермаков, А. Е. Баранчиков, В. В. Осико // Журнал неорганической химии. - 2011 - Т. 56(10) - C. 1604-1610.
52. Mayakova M. N., Luginina A. A., Kuznetsov S. V., Voronov V. V., Ermakov R. P., Baranchikov A. E., Ivanov V. K., Karban O. V., Fedorov P. P., Synthesis of SrF2-YF3 nanopowders by co-precipitation from aqueous solutions, Mendeleev Commun. 24(6), 360 (2014)
53. Rozhnova Yu. A., A. A. Luginina, Voronov V. V., Ermakov R. P., Kuznetsov S. V., Ryabova A. V., Pominova D. V., Arbenina V. V., Osiko V. V., Fedorov P.P., White light luminophores based on Yb3+/Er3+/Tm3+ - coactivated strontium fluoride powders, Mat. Chem. Phys. 148, 201 (2014)
54. Кривошеев М. И. Цветовые измерения / М. И. Кривошеев, А. К. Кустарев - М.: Энергоатомиздат, 1990.
55. Кравков С. В. Цветовое зрение / С. В. Кравков - М.: изд-во АН СССР, 1951.
56. Нюберг Н. Д. Измерение цвета и цветовые стандарты / Н. Д. Нюберг - М.: Гос. изд-во Стандартизация и рационализация, 1933.
57. Юстова Е. Н. Цветовые измерения (Колориметрия) / Е. Н. Юстова ; Науч. ред. Ю. Н. Демков - СПб.гос. ун-т, 2000.
58. Домасев М. В. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения / М. В. Домасев, С. П. Гнатюк - СПб.: Питер, 2009.
59. Pollnau M., Gamelin D. R., Luthi S. R., Gudel H. U., Hehlen M. P., Power dependence of upconversion luminescence in lanthanide and transition¬metal-ion systems, Phys. Rev. B 61, 3337 (2000)

🛒 Оформить заказ

⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

🔍 ПОХОЖИЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ

ИССЛЕДОВАНИЕ АПКОНВЕРСИОННОЙ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ЛЮМИНОФОРОВ СО СТРУКТУРОЙ ФЛЮОРИТА ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ СПЕКТРАЛЬНОГО ДИАПАЗОНА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИК-ИЗЛУЧЕНИЯ Магистерская диссертация физика 2020 г. 4800 руб. АПКОНВЕРСИОННЫЕ ФТОРИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ Магистерская диссертация физика 2020 г. 4840 руб. ОКСОФТОРИДЫ ИТТРИЯ И РЗЭ: СИНТЕЗ, ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И ОПТИКА (02.00.21) Диссертации (РГБ) химия 2005 г. 700 руб. Исследование структурных и люминесцентных свойств перовскитных люминофоров на основе BaScOiF, легированных ионами висмута и европия Диссертация физика 2023 г. 700 руб.

📎 МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ ПО ПРЕДМЕТУ «ФИЗИКА»

Найдено работ: 730

АДСОРБЦИЯ ВОДОРОДА НА УГЛЕРОДНЫХ МЕТАНАНОТРУБКАХ: AB INITIO МОДЕЛИРОВАНИЕ Магистерская диссертация физика 2021 г. 5870 руб. Электропроводность тонких пленок висмута, легированных сурьмой Магистерская диссертация физика 2021 г. 5410 руб. Исследование кинетики формирования тонких пленок висмута на стекле Магистерская диссертация физика 2021 г. 5360 руб. Характеристики фрактальной антенны с пентагональной симметрией Магистерская диссертация физика 2021 г. 5420 руб. Низкоразмерные материалы для межсоединений в наноэлектронике Магистерская диссертация физика 2021 г. 5600 руб. Электронная структура поверхностных сплавов Ag2Bi, Ag2Pb и Ag2Sb на вицинальной поверхности Ag(423) Магистерская диссертация физика 2023 г. 4835 руб. Исследование физико-механических характеристик сплава титана, полученного послойным электронно-лучевым синтезом Магистерская диссертация физика 2022 г. 4985 руб. Структура и механические свойства градиентных материалов на основе MAX-фаз, полученных методом искрового плазменного спекания прекерамических бумаг Магистерская диссертация физика 2022 г. 4880 руб. Импульсный плазмохимический синтез наноразмерных композитов Магистерская диссертация физика 2023 г. 4925 руб. Разработка универсальной криогенной поверхности с температурой криостатирования 80 - 300 К Магистерская диссертация физика 2022 г. 4820 руб. Радиационно-химический синтез протонно-обменных мембран на основе функциональных полимерных пленок Магистерская диссертация физика 2023 г. 4815 руб. Экспериментальное исследование и численное моделирование динамики изменения температурных полей в различных мишенях при воздействии на их поверхность мощных пучков ионов субмиллисекундной длительности Магистерская диссертация физика 2023 г. 4880 руб. Сравнение результатов моделирования поступления радионуклидов в организм человека с данными биофизических измерений Магистерская диссертация физика 2022 г. 4280 руб. Высокоинтенсивная имплантация ионов низкой энергии в условиях компенсации ионного распыления облучаемой поверхности Магистерская диссертация физика 2022 г. 4860 руб. Исследование влияния водорода и термического воздействия на структурно-фазовое состояние и механические свойства титанового сплава Магистерская диссертация физика 2023 г. 4950 руб.
📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить ⬆️

Оценка стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (208121)

Поиск работ


©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.