弱光上转换光吸收材料的制备与性质研究开题报告

1. 研究目的与意义

光致发光材料中,在长波长光激发下能发出短波长光的发光材料[2]称为上转换材料,这种材料的上转换现象是反Stockes效应的,即辐射的能量大于所吸收的能量。从而可使人眼看不见的红外光变为可见光。早在1941年，美国国防研究委员会出于军事方面的需要，就发起并组织了一项大规模的研究计划进行上转换方面的研究。多家研究机构都参与了此项目，其目的是研究开发出高效的红外－可见上转换材料，以应用于红外探测、成像等方面。于1942年发现了“双激活剂原理”,并在SrS基质中应用成功。但这其实不是真正意义上的上转换发光，而是红外释光。该材料需要置于紫外或可见光下预充，属于电子俘获型材料。目前市场上常见的红外探测器材多为此类材料。1959年，Bloembergen和M.R.Brown等用红外光照射掺杂稀土离子的固体材料发出可见荧光，以应用于红外量子计数器[3,4]。1966年，Auzel在研究钨酸钠钇玻璃时发现，当基质材料中掺入某些稀土离子时，可以在红外辐射激发下发射可见光[5,6],并将其称之为反Stockes效应和上转换发光现象。此后，上转换发光现象引起了人们广泛的重视，在整个七、八十年代，以Auzel和Wright为代表，很多科学家对掺杂稀土离子的上转换材料特性及其机制进行了深入和系统的研究[7～9]。其中尤其是前者，他最先发现和提出了Yb3 离子和其他稀土离子共同掺杂的材料中,由共振能量传递引起的光子叠加效应并对相关的过程进行了详细的描述和理论计算。但是Yb3 的吸收带宽仅为~10260-10660cm-1（比有机染料的吸收带宽窄~10倍），吸收截面为~10-20cm2（比有机染料的吸收截面小~1000-10000倍）。三线态-三线态湮灭（TTA）上转换材料是由敏化剂和发光剂构成的双组份混合体系，敏化剂吸收光子将其三线态能量传递给发光剂的三线态，然后通过发光剂间的TTA实现频率上转换，泵浦能量仅需几mWcm-2甚至是太阳光。它具有较低的光激发强度可调节的激发和发射波长很强的吸收和发射以及高的上转换量子产率等优点，使其具有很好的发展前景与其他上转换过程相比，这种优势更加有利于太阳能电池、光催化以及生物成像等领域的发展和应用。目前TTA上转换材料吸收波长主要集中在可见光区，45%的太阳光分布在近红外光区，因此，设计新型的近红外吸收弱光上转换材料势在必行。

2. 研究内容和预期目标

1、合成弱光上转换光敏材料

2.对中间体及目标分子进行结构表征，如;红外、核磁、紫外、荧光等

3.研究目标分子的光电性质，总结分子结构与发光性质之间的关系。

3. 研究的方法与步骤

4. 参考文献

[2]tropperac,carterjn,laderrdt.analysisofblueandredlaserperformanceoftheinfrared-pumpedpraseodymium-dopedfluoride fiberlaser[j].j. opt.soc.am.b,1994,11(5):886

[3]bloembergenn.solidstateinfraredquantumcounters.phy.rev.lett,1959,2(3):84

[4]brownmr,shandwr.advanceinquantumelectronics.london:academicpress,1970,1

5. 计划与进度安排

1，2022-02-26～2022-03-20 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2，2022-03-21～2022-04-14 熟悉毕业设计研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

3，2022-04-15～2022-04-20 总结前期工作，完成中期汇报。