《多普勒效应》省公开课金奖全国赛课一等奖微课获奖课件

稀土离子配合物敏化发光效应试验研究新疆大学硕士论文答辩答辩人姓名：许思友学科、专业：光学研究方向：光纤通信导师姓名职称：葛文萍副教授新疆大学物理科学与技术学院1/27内容提要1.试验目标及方案2.试验创新点3.稀土配合物敏化发光效应4.试验材料选取5.稀土离子单掺配合物制备及敏化特征6.稀土离子共掺配合物制备及敏化特征7.结论8.硕士期间发表论文情况9.致谢2/27目标:

研究不一样稀土离子敏化发光效应,经过试验分析筛选出优良稀土离子作为稀土离子配合物发光离子,制备出稀土离子单掺配合物,共掺配合物，并得出不一样稀土离子在配合物中敏化发光特征.试验方案:

1制备稀土离子单掺配合物,经过分析其敏化发光特征筛选出优良用于单掺配合物稀土离子,并得出不一样稀土离子在单掺配合物中敏化发光特征.

2使用化学掺杂法制备稀土离子共掺配合物经过分析其敏化发光特征筛选出优良用于共掺配合物稀土离子,并得出不一样稀土离子在共掺配合物中敏化发光特征.一试验目标及方案3/27二创新点:1．本试验采取化学掺杂法,既先将两种稀土离子混合再与配体聚合方法制备出稀土离子共掺配合物，此方法是在同一配体不一样健位掺杂两种稀土离子，这有利于提升敏化发光效应能量传递效率；2.试验较为系统分析了不一样稀土离子在单掺配合物,共掺配合物中敏化发光效应.4/27三稀土配合物敏化发光效应

稀土配合物中敏化发光效应研究始于20世纪。1942,Wessman发觉用紫外线激发一些稀土配合物时，能够发出位于可见光区域稀土离子特征线状荧光光谱，而且证实稀土离子发光主要能量起源于分子内能量转移稀土配合物中敏化发光效应普通能够分为两类:

1.稀土离子与配体敏化效应。2.稀土离子与稀土离子之间敏化效应。5/271.稀土离子与配体敏化效应

敏化效应是经过三个过程完成，即配体吸收能量;配体向中心离子传递能量;中心离子发射荧光。稀土配合物中心离子发光必要条件是配体和中心离子能量转移时存在Antenna效应，即配体三重激发态能量和稀土离子激态能量必须匹配，才能实现配体向中心离子能量有效转移。图一敏化效应示意图A

6/272.稀土离子与稀土离子敏化效应当配体三重态能级远远高于稀土离子激发态能级，或能量传递效率不高时,需要提供了一个高效间接泵浦方式。此种敏化效应是经过四个过程完成。图二敏化效应示意图B

7/27四试验材料选取

跃迁发光稀土离子能够分为以下四种情况发光较强Sm3+、Eu3+、Tb3+和Dy3+发光微弱Pr3+、Nd3+、Er3+、Tm3+和Yb3+

低价离子：主要有Eu2+，Yb2+，Sm2+和Ce2+这些低价离子

不发光稀土离子：La3+，Lu3+,Gd3+

选取材料

依据稀土离子发光特征及Dieke能级图经过各类型原料对比，我们选取发光较强且能级较匹配Sm3+、Eu3+、Tb3+做为中心发光离子,选择β-二酮类α－噻吩甲酰三氟丙酮（TTFA）做为配体稀土元素指是元素周期表中从镧(La)到镥(Lu)15个镧系元素加上同属IIIB族2个元素，共17个元素，其称谓由来是因为最初在取得矿物中这些元素含量很低，故而被命名为稀有“土”。8/27

图３

Dieke能级图

9/271试剂与仪器:五稀土离子单掺配合物光谱特征(A)主要试剂

氧化铽（Tb2O3）氯化铕(EuCl3)氯化钐(SmCl3)α-噻吩甲酰三氟丙酮(TTFA)乙醇，蒸溜水,盐酸（HCl）[其中Tb3O2、SmCl3、EuCl3、TTFA为美国ALFR企业进口](B)主要仪器

有台式电热鼓风干燥箱WGY-10型荧光分光光度计

10/272稀土离子Eu3+、Sm3+与Tb3+单掺配合物合成步骤（1）称取EuCl3，放入试管中，再加适量乙醇，室温搅拌使其溶解，配成溶液；（2）称取TTFA(按照与EuCl3摩尔比3：1)，放入试管中，再加一定量乙醇，室温搅拌直到完全溶解；（3）将TTFA和EuCl3各自乙醇溶液混合，混合物搅拌两小时；（4）放入台式电热鼓风干燥箱，50℃加热使其反应，直到溶剂完全蒸发。再加入适量乙醇溶液反应，重复屡次直至其完全反应；（5）析出物用加入乙醇，在一定温度下干燥，屡次洗涤后得到配合物Eu(TTFA)3。11/27其反应方程以下：

最终得到三种稀土离子单掺配合物Eu(TTFA)3Tb(TTFA)3Sm(TTFA)3

使用400nm激发光激发三种样品分别得到他们荧光光谱12/27Eu、Sm、Tb离子单掺配合物吸收光谱Eu离子单掺配合物荧光光谱13/27Tb离子单掺配合物荧光光谱Sm离子单掺配合物荧光光谱14/273不一样稀土离子单掺配合物荧光光谱特征

图4Eu(TTFA)3、Sm(TTFA)3、Tb(TTFA)3荧光光谱15/27六稀土离子共掺配合物光谱特征

1稀土离子Tb、Eu、Sm共掺配合物合成步骤

（1）称取EuCl3放入试管中，再加适量乙醇，室温搅拌使其溶解，配成溶液；(2）按照与EuCl3摩尔比1：1称取TbCl3（Tb2O3先与HCl反应生成TbCl3），放入EuCl3试管中，再加适量乙醇，室温搅拌使其溶解，配成溶液；（3）称取TTFA(按照与EuCl3摩尔比6：1)，放入配成溶液试管中，再加一定量乙醇，室温搅拌直到完全溶解；（4）放入台式电热鼓风干燥箱，50℃加热使其反应，直到溶剂完全蒸发。再加入适量乙醇溶液反应，重复屡次直至其完全反应；（5）析出物用乙醇屡次洗涤后，在一定温度下干燥，最终得到配合物Eu:,Tb:(TTFA)3。

16/27Sm,Eu共掺配合物荧光光谱Tb:,Sm共掺配合物荧光光谱17/27Tb,Eu共掺配合物荧光光谱18/272Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物荧光光谱特征

图5Eu(TTFA)3、Sm(TTFA)3和Eu:,Sm:(TTFA)3荧光光谱19/27图６能级示意图20/273.Eu:,Tb:(TTFA)3共掺配合物荧光光谱特征

图７Tb(TTFA)3、Eu(TTFA)3和Eu:,Tb:(TTFA)3荧光光谱21/274.Tb:,Sm:(TTFA)3共掺配合物荧光光谱特征

图８Tb(TTFA)3、Sm(TTFA)3和Tb:,Sm:(TTFA)3荧光光谱22/27七结论与工作展望

1．本试验采取化学掺杂法将两种稀土离子混合再与TTFA聚合方法制备出稀土离子配合物，此方法是在同一配体不一样健位掺杂两种稀土离子，这有利于提升敏化发光效应能传递效率；2.在稀土离子单掺配合物试验中：稀土离子Tb3+、Sm3+和Eu3+与配体配合时都含有敏化发光效应。其中Eu离子与配体敏化效应最强；3.在稀土离子共掺配合物试验中：Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物中Sm3+对Eu3+发光有显著敏化效应，Tb:,Sm:(TTFA)3共掺配合物中Tb3+对Sm3+发光有显著敏化效应，Eu:,Tb:(TTFA)3共掺配合物中Tb3+对Eu3+发光有显著敏化效应，其中Eu:,Sm:(TTFA)3共掺配合物敏化效应最强.23/274.因为稀土离子发射峰锐、掺杂浓度高、荧光强度高等优点，所以将Eu离子单掺配合物和Eu离子，Sm离子共掺配合物应用于光波导，光纤放大器，激光材料等都含有良好发展前途。工作展望

因为时间关系，仪器限制本研究工作还存在很多不足，许多方面还需要完善。1在稀土离子共掺配合物试验中发觉共掺摩尔比对敏化发光效应也含有较大影响，所以深入对不一样摩尔比稀土离子共掺配合物研究有着很高研究价值。2稀土离子共掺配合物结构对敏化效应影响需要深入深入研究。24/27硕士期间发表论文情况

[1]许思友，葛文萍，王磊等.稀土离子配合物敏化发光效应试验研究.激光技术[J].已接收，预发表在年第11期.[2]许思友，葛文萍，王磊等.短距离通信中塑料光纤无源器件技术.光通信技术[J].,11:48-52.[3]许思友，葛文萍，王磊等.塑料光纤无源器件年全国光年会（会议）249-253[4]王磊，葛文萍，许思友等.稀土离子掺杂聚合物光纤光谱特征研究激光杂志[5]何蕾，王倩，贾丽娟，许思友等.外逸电子发射及其在辐射剂量测量中应用，核电子学与探测技术，已接收，预发表在年第11期.[6]何蕾，王倩，贾丽娟，许思友等.多晶Al2O3薄膜制备及其红外吸收谱研究，材料导报，发表年5月材料开发专辑.25/27致谢本论文是在导师葛文萍老师精心指导下完成，三年来导师不但在治学、做人方面给予了我无尽教诲与勉励，而且在生活上也给予了我无私帮助和亲切关心。导师敏锐学术思想、广博学识、严谨治学态度使我在三年学习中受益匪浅，在此特向导师致以衷心感激。感激物理学院领导，老师对我悉心讲授和指导！感激刘伟霞老师对班级细心管理和所给予我个人帮助与指导！感激信息学院黄晓辉老师，物理学院戴康老师在做试验过程中给予极大帮助！感激新疆理化所常爱民老师，陈朝阳老师，范艳伟老师试验测试中