稀土掺杂铁电薄膜的上转换效率及其发光机理研究

本项目采用实验研究和量子化学计算相结合的方法，研究三价镧系稀土离子掺杂钛酸锶钡铁电薄膜的发光特性，从基质材料的声子能量、基质材料的类场参数与稀土化合物的M系数的关系分析基质材料对稀土离子上转换发光效率的影响，从化学键结构变化与电子-声子相互作用规律的角度，探讨激发光与稀土离子能级之间的能量匹配及其上转换通道与机制，建立稀土掺杂铁电薄膜发蓝绿光的理论模型，采用离散变分Xα方法计算稀土掺杂铁电薄膜系统的量子化学参数，从理论上揭示材料电子结构与发光性能的本质联系；并研制出具有优异上转换发光特性的稀土掺杂Ba1-xSrxTiO3铁电薄膜材料，实现紧凑全固态蓝绿激光输出。本项目的研究成果将有助于进一步认识发光材料新的发光本质与特征，为开发新型激光器用新材料体系提供理论和实验依据，它对于促进实现小型全固化大功率蓝绿光激光器的发展有着重要的技术意义和经济价值。