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稀土掺杂TiO2薄膜上转换发光特性研究
近年来，TiO2作为一种重要的半导体材料，受到了广泛的研究关注。此外，通过掺杂稀土元素可以改变其光电性能，使其在光电领域具有更广阔的应用前景。因此，本文旨在探究稀土掺杂TiO2薄膜的转换发光特性。
一、研究背景
稀土元素是具有独特电子结构的催化材料，它们的光学性能得到广泛应用。在稀土材料中，Ce3+ion具有最广泛的应用，但是由于Ce3+ion的吸收带和发射带十分接近，限制了其应用。因此，稀土元素整体的应用受到了局限。然而，掺杂Ce3+ion的TiO2薄膜可以有效地降低这种“宽带缺陷”现象，而且具有较高的荧光效率。此外，稀土掺杂TiO2薄膜的制备方法较为简单，成本也较低，因此在化学领域有着广泛应用前景。
二、研究方法
本研究采用溶胶-凝胶法制备Ce3+ion掺杂TiO2薄膜，通过XRD和TEM等测试手段对其表征。同时，使用荧光光谱仪对稀土掺杂TiO2薄膜的发光特性进行测定，研究其转换发光特性。
三、研究结果
Ce3+ion掺杂TiO2薄膜在室温下制备成功，经过XRD鉴定，发现掺杂的Ce3+ion没有改变TiO2薄膜的晶体结构，TEM结果表明材料具有较好的晶须形态。荧光光谱结果表明，掺杂Ce3+ion后，TiO2薄膜在254nm的激发下出现了一个明显的蓝色荧光峰，而且薄膜的荧光强度也随着Ce3+ion浓度的增加而增大。
四、分析和讨论
对于Ce3+ion掺杂TiO2薄膜发光特性的实验结果进行分析，可知其造成的光发射具有以下几个特点：首先，Ce3+ion掺杂是在TiO2晶格结构内引入了新的能级，进而改变了薄膜自身的能带结构；其次，荧光峰的出现可以归咎于掺杂Ce3+ion所带来的硬子效应；最后，随着Ce3+ion浓度的增大，荧光强度也随之增大，也表明o了这种硬子效应的增强作用。
五、结论
本文通过对Ce3+ion掺杂TiO2薄膜的制备、表征以及发光特性的研究，得到了以下结论：在TiO2薄膜中加入Ce3+ion，可以产生一定的荧光活性，并且随着Ce3+ion的浓度逐渐增大，荧光强度也逐趋增大。这一发现有望为稀土掺杂材料的应用开辟新的路径，同时对于改善TiO2的荧光性能也有很好的作用。