掺稀土离子锗酸盐玻璃2.7μm中红外发光特性的研究的任务书.docx

掺稀土离子锗酸盐玻璃2.7μm中红外发光特性的研究的任务书
任务书
1、问题背景
红外材料在热成像、通讯与医学等领域得到了广泛的应用。然而，大多数利用红外材料的应用都需要远离室温时运行，因此使其发光的能量转化效率不高。稀土离子掺杂的氧化物材料，从小到大的能量植入能做到这样的转换和具有窄的荧光谱，但是他们的极限温度只在300K左右。这限制了在高温环境下应用这些材料。因此，若想开发能在高温环境下使用的红外光源，就必须寻找其他材料。
近年来，掺稀土离子的锗酸盐玻璃受到了广泛的关注。这些掺稀土离子的锗酸盐玻璃材料可在远离室温时仍然保持红外强发光特性，因此特别适合于高温环境中的红外光源应用。掺稀土离子的锗酸盐玻璃材料显示了很好的红外发光特性，但是需要对其发光的机理进行深入的研究。因此，需要对掺稀土离子锗酸盐玻璃2.7μm中红外发光特性进行研究，并探索影响其红外发光特性的机理和因素。
2、任务描述
本次研究的主要目的是探究掺稀土离子锗酸盐玻璃2.7μm中红外发光特性的机理和因素。具体任务如下：
1.综合文献，了解掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的基本性质和其在红外发光特性方面的研究进展。
2.制备掺一定含量的稀土离子锗酸盐玻璃样品，并进行X射线衍射、荧光光谱和动态热机械分析等性质测试。
3.利用激光光谱仪对样品进行荧光光谱分析，例如：荧光光谱、荧光寿命测量、荧光相关/间接激发分析等。
4.对样品进行热处理，研究热处理对其红外发光特性的影响。
5.对样品进行锶取代、钙取代等处理，研究其对红外发光特性的影响。
6.建立掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的红外发光机理模型，并进行理论模拟。
7.利用模拟结果，预测和探究影响掺稀土离子锗酸盐玻璃材料红外发光特性的因素以及研究其红外发光机制。
8.编写实验报告，总结研究结果，并提出相关问题的未来研究方向。
3、预期成果
1.控制稀土离子的含量，制备出掺稀土锗酸盐玻璃样品。
2.对样品进行X射线衍射、荧光光谱、动态热力学分析等性质测试。
3.获得掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的荧光光谱、荧光寿命测量、荧光相关/间接激发分析等结果，深入研究掺稀土离子的发光机制。
4.对样品进行热处理和元素取代处理，深入研究掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的红外发光特性，探究影响其红外发光特性的因素，建立其发光机理模型。
5.编写实验报告，总结研究结果，并提出相关问题的未来研究方向。
4、研究计划
根据以上任务描述，建立如下研究计划：
第1-2周：调研掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的基本性质和其在红外发光特性方面的研究进展，并制备样品。
第3-4周：对样品进行X射线衍射、荧光光谱、动态热力学分析等性质测试。
第5-6周：获得掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的荧光光谱、荧光寿命测量、荧光相关/间接激发分析等结果，并深入研究掺稀土离子的发光机制。
第7-8周：对样品进行热处理和元素取代处理，深入研究掺稀土离子锗酸盐玻璃材料的红外发光特性，探究影响其红外发光特性的因素，并建立其发光机理模型。
第9-10周：利用模拟结果，预测和探究影响掺稀土离子锗酸盐玻璃材料红外发光特性的因素以及研究其红外发光机制。
第11-12周：编写实验报告，总结研究结果，并提出相关问题的未来研究方向。
5、参考文献
1.Kawashima,T.,Higashi,T.,Takahashi,H.,etal.Infraredluminescencepropertiesofrare-earth-ion-dopedGeO2glassespreparedbysol-gelmethod[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2010,356:107-111.
2.He,Z.,Gao,S.,Guo,J.,etal.Investigationoftheinfraredluminescencepropertiesofrare-earth-ion-dopedGeO2–PbF2glasses[J].JournalofMaterialsScience,2011,46(22):7183-7190.
3.Tang,J.,Wang,X.,Yang,J.,etal.InfraredluminescencepropertiesofSm3+dopedGeO2–PbF2–Gd2O3glasses[J].JournalofNon-CrystallineSolids,2011,357(8-9):1736-1740.
4.Chen,L.,Wang,Z.,Zhu,H.Researchprogressonrareearthdopedgermanateglasses[J].RareMetals,2017,36(9):739-756.
5.Zhan,L.,Li,Y.,Shao,Z.,etal.Effectofrareear