Tm3 掺杂CaF2纳米粉体的合成与表征开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

激光具有单色性、方向性、亮度高、相干性好等优点,这些优点使激光技术在遥感勘测、高分辨率投影机、激光加工、激光医学和军事等领域方面有着非常广泛的应用价值和前景。激光与半导体、计算机、原子能并称为20世纪的“新四大发明”。自从1960年美国人mainman研制出世界上第一台红宝石晶体固体激光器至今,固体激光器及其所用作固态激光增益介质材料一直是非常重要且热门的研究领域之一。目前,晶体与玻璃仍然是固体激光介质材料的主体。但是,单晶与玻璃都具有因自身结构所产生的缺陷,例如晶体生长周期长、成本高、难以实现高浓度掺杂等问题;而玻璃的机械性能较差。近些年,透明陶瓷以其优异的性能和易于制造的特点越来越受到大家的重视,在固体激光领域发挥着越来越大的作用。自ikesue等人首次成功制备nd3 :yag陶瓷激光器以来,陶瓷激光材料因其低成本,易生产和良好的光学性能而备受关注。更重要的是,激光陶瓷的制造方法使得诸如y2o3这种高熔点倍半氧化物可以用作激光介质,这通过常规的单晶生长方法难以实现。

近年来,透明陶瓷因其在光通讯、激光、固态三维显示和太阳能电池等领域具有广阔的应用前景而成为光学材料领域的研究热点之一。透明陶瓷材料相比于传统固态激光增益介质材料(单晶和玻璃)具有一系列的功能和制备优势,如可高浓度掺杂、大尺寸制备等,陶瓷材料已经成为固态激光增益介质材料发展的重要方向。

tm3 离子在2μm左右的激光器因其可视安全性能和高大气透过率,促进了医疗设备和遥感仪器的发展。目前研究较多的是tm3 掺杂 yag单晶,其他一些tm3 掺杂晶体如钒酸盐和yap单晶也已被研究.氟化物因独特的结构与特性优势,作为光学材料而受到广泛的关注。 目前,存在多种多样的合成技术途径制备稀土掺杂的氟化物纳米粉体,但有关稀土元素tm3 掺杂caf2的文献报道较少。国内对稀土元素掺杂caf2的研究主要是tb3 掺杂氟化钙纳米晶粒的制备及发光性能研究,致发光测试表明tb3 离子最佳掺杂浓度为10%;在325 nm波长激发下,在545 nm有最强绿光发光峰,杰出的荧光特性使tb3 离子掺杂caf2纳米晶粒在荧光标记应用中成为一种有前景的绿色荧光材料。

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2. 研究的基本内容与方案

研究目标:

1. 研究并找出tm3 掺杂caf2纳米粉体合成的可行方案。

2. 运用合理的合成方法分别合成tm3 的掺杂比为1~4 at。%的样品用于进行比较实验,研究其微观结构和光学性能,并讨论其产生机理。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅与研究课题的相关文献资料,完成英文翻译。明确研究的主要目的和大致内容,学习了解实验所需原料、仪器和设备。确定切实可行的技术方案,并独立完成开题报告。

第4-7周:按照初步确定的设计方案,制备不同tm3 掺杂量的caf2粉体

第8-13周:运用光学仪器观察掺杂后caf2粉体中的光谱变化和tm离子光谱特点。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张艾丽,米有军.稀土离子掺杂的透明陶瓷制备工艺及其性能研究[j].佛山陶瓷,2014,24(03):20-21.

[2] 罗军明,邓莉萍,艾云龙,温祯洪.la3 掺杂y2o3透明陶瓷制备及发光性能[j].材料热处理学报,2010,31(03):12-15.

[3] 王婧姝,赵婉琪,胡廷静,刘晓艳,耿俊娴,安秋,葛慧楠,吕薇.铽掺杂氟化钙纳米晶粒的制备及发光性能研究[j].吉林师范大学学报(自然科学版),2017,38(02):33-37.

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