以光譜學方法研究含釔釤鋱配位聚合物內不同波長能量轉移之差別

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林佩燁(Pei-Ye Lin) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

以光譜學方法研究含釔釤鋱配位聚合物內不同波長能量轉移之差別

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摘要(中)

本論文主要研究不同波長下含釔釤鋱之配位聚合物中能量轉移及淬熄機制。釔釤鋱配位聚合物是利用中溫水熱法合成，配位中心為不同比例之三價釤(Sm3+)、鋱(Tb3+)、釔(Y3+)，配位基為1,4-cyclohexanedicarboxylate (C8H10O4，簡稱CHDC)。本論文以激發光譜(excitation spectra)、光致放光光譜(photoluminescence emission spectra)、時間解析光譜(time-resolved spectra)、光功率依賴性(power dependence)等實驗探討釔釤鋱配位聚合物在不同激發波長下Tb3+和CHDC能量轉移給Sm3+的效率。實驗結果發現Y3+在此類化合物中隔絕能量傳導和可能產生Y2O3氧化物而顯著地影響能量傳導與淬熄過程。Tb3+在561 nm激發波長下可能有雙光子激發(two-photon absorption)。因Y2O3會影響Tb3+之激發效率，此外Sm2O3在不同波長下激發效率不同，因此在緩解過程中發生複雜的能量轉移及淬熄機制，造成此類化合物在不同波長下放光行為的差異。

摘要(英)

This thesis investigates the energy transfer and quenching mechanisms of coordination polymers containing different compositions of trivalent samarium (Sm3+), terbium (Tb3+), and yttrium (Y3+) at various excitation wavelengths. These compounds have 1,4-cyclohexanedicarboxylate (C8H10O4, CHDC) as ligands and were synthesized using mid-temperature hydrothermal synthesis. This study acquired excitation spectra, photoluminescence emission spectra, time-resolved spectra, and power dependence measurements for studying the energy transfer and quenching efficiency of Tb3+ and CHDC to Sm3+ at various excitation wavelengths. The results indicate the existence of Y3+ in these compounds profoundly affects the energy transfer and quenching processes due to the energy transfer blocking of Y3+ and the possible formation of Y2O3. Tb3+ could be excited by two-photon absorption at 561 nm, and the excitation efficiency of Tb3+ is significantly affected by the existence of Y2O3. In addition, the excitation efficiency of Sm2O3 is different at various excitation wavelengths. The following energy relaxation involves complicated energy transfer and quenching mechanisms. These results in the different emission behaviors of these compounds at various excitation wavelengths.

關鍵字(中)

★ 三價鑭系元素
★ 能量轉移

關鍵字(英)

論文目次

目錄
中文摘要 I
英文摘要 II
謝誌 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XIII
第一章緒論 1
1-1發光材料應用 1
1-2 稀土元素與鑭系元素 3
1-3 鑭系元素的放光 4
1-4 釤、鋱離子之放光 5
1-5 研究動機 7
第二章實驗 8
2-1 實驗目標 8
2-2 合成方法 9
2-3 鑑定方法 11
2-3-1 單晶X光繞射 11
2-3-2 粉末X光繞射 12
2-3-3 感應耦合電漿原子發射光譜 13
2-4 紫外可見光光譜技術及儀器裝置介紹 15
2-4-1 紫外可見光光譜學量測元件 15
2-4-1-1 光源(Light Source) 15
2-4-1-2 單光儀(Monochromator) 17
2-4-1-3 偵測器(Detector) 18
2-4-1-4 示波器(Oscilloscope) 22
2-4-1-5 時間控制器(Delay Generator) 22
2-4-2 激發光譜(Excitation Spectra) 23
2-4-3 光致放光光譜(Photoluminescence Emission Spectra) 24
2-4-4 時間解析光譜(Time-Resolved Spectra) 26
2-5 紅外光光譜及傅立葉紅外線光譜儀 27
第三章結果與討論 29
3-1 R2(CHDC)3 29
3-2 晶體結構與鑑定 29
3-3 晶體純度鑑定 31
3-4 含釤化合物之激發光譜 32
3-5 含釤鋱配位聚合物之激發光譜 33
3-6 280 nm激發含釤鋱配位聚合物之光致放光光譜 34
3-7 YxSm2-x(CHDC)3之Sm3+放光衰退曲線 35
3-8 不同激發波長下YxSm2-x(CHDC)3之能量轉移機制探討 36
3-9 280 nm及561 nm激發含釤鋱配位聚合物之放光衰退曲線比較 38
3-10 561 nm激發含釤鋱配位聚合物之光致放光光譜 40
3-11 561 nm激發含釤鋱配位聚合物之放光行為探討 41
3-12 561 nm激發SmxTb2-x(CHDC)3之放光衰退曲線 48
3-13 561 nm激發YxSmyTb2-x-y(CHDC)3之放光衰退曲線 50
3-14 561 nm激發含釤鋱配位聚合物之能量轉移及淬熄機制探討 52
3-15 280 nm激發SmxTb2-x(CHDC)3之放光衰退曲線 53
3-16 280 nm激發YxSmyTb2-x-y(CHDC)3之放光衰退曲線 57
3-17 含釤鋱配位聚合物在不同激發波長下之Sm3+放光衰退曲線比較 61
3-18 280 nm激發含釤鋱配位聚合物之放光行為探討 63
3-19 280 nm激發含釤鋱配位聚合物之能量轉移及淬熄機制探討 66
3-20 在不同激發波長下含釤鋱配位聚合物之放光衰退曲線分析統整表 69
3-21 三價釤與配位基間的交互遲緩作用 72
第四章結論 73
參考文獻 75

參考文獻

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25. 蕭郁如, 國立中央大學化學系碩士論文. (2014).

指導教授

張伯琛(Bor-Chen Chang)

審核日期

2023-8-10

推文