3。光子雪崩论文网

该机制的基础是：一个能级上的粒子通过交叉弛豫的方式在另一个能级上产生了量子效率大于1的抽运效果[3]。所以光子雪崩的过程是一个将激发态吸收和能量传递两种机制相结合的过程，但是能量的传输只发生在了同种离子之间[11]。

图1。2 光子雪崩

1。3。2 稀土离子的电子层结构

材料的发光强度受稀土的含量非常大的影响。稀土离子4f轨道上的运动状态和能级特征决定了稀土元素掺杂发光物质的发光性质。主要是因为稀土元素具有没有填充满的4f电子层结构，电子的不同排布产生了4f电子的不同的能级，当4f电子在它不同电子排布产生的不同能级之间跃迁时，产生了很多荧光光谱的信息[4]。

1。4 上转换材料荧光纳米材料的制备方法

正常情况下，所掺杂的敏化离子和激活离子的性能可能会影响上转换材料的发光性能，同时基质材料所提供的外界晶场的影响或微扰作用也会影响其的发光性能。目前上转换发光纳米材料的合成方法包括高温固相法、水热法、溶胶-凝胶法、微波辐射法、共沉淀法、微乳法和燃烧法等。各种合成方法都有其特别优点，对合成发光材料都有其各自的优缺点。在这里，介绍最常用的两种最常用的方法：高温固相法、水热法。

1。4。1 高温固相法

称一定比例的反应原料，在坩埚中均匀混合，随后将坩埚放入一定高温下的高温炉中进行一段时间的煅烧得到产物的方法叫作高温固相法。如阳效良等人用此方法制备的NaYF4:Yb3+,Er3+,Tm3+荧光粉，其在940nm激发下上转换输出白色光[5]。

高温固相法虽然有制备的方法比较简单的优点，但是煅烧时所需要的温度比较高，造成的能耗比较大，而且煅烧温度以1000摄氏度以上为主，晶粒生长一般又需要一定保温的时间，所以在制备的过程中有可能会产生有杂相，而其一般在煅烧结束后的样品一般不会是粉末形状，后续还要进一步实行研磨至粉末，在研磨的过程中有可能有新杂质的产生，从而影响精度。总而言之，高温固相法相对安全，没有污染，而且操作起来特别简单，对设备的要求也比较低，从而造成成本比较较低，但是所制备出的样品性能良好，发光强度比较高。

1。4。2 水热法文献综述

水热法是一种比较常用的化学的合成方法，它是以水溶液作为反应的体系，在封闭的体系中进行反应，将整个反应体系加热到临近温度，从而产生了高压环境，而绝大多数的反应物放在高压环境下都是可以溶于水的，从而使反应物在液相中进行化学反应的一种制备方法[6]。

以水热法为基础有一种重大改进过的方法——溶剂热法，即用有机溶剂来替代水作为发应的体系。用这一方法制备的样品粒径比较均一、便于控制晶体的形貌、合成的颗粒结晶度比较高。所以说溶剂热法是合成上转换发光材料效率比较高的一种方法。比如新加波国立大学的Li等人就利用溶剂热法制备了NaYF4:Yb3+,Er3+纳米颗粒。很多研究者利用此方法都制成出了许多的不同形貌的镧系掺杂上转换荧光纳米颗粒。