电子俘获材料Zn4B6O13:Dy3+的热释光特性研究

通过高温固相扩散反应合成了稀土元素镝掺杂的Zn4-xB6O13:xDy3+磷光体.测定了该化合物在高能60Co伽玛射线辐照下的热释发光曲线和三维热释光谱.三维热释光谱表明,位于大约480nm和580nm的发光谱带来自于Dy3+离子的f-f跃迁.基质中掺杂的Dy3+离子浓度的变化能够改变陷阱的相对分布,随着Dy3+浓度的增加,发光峰温向高温方向移动,这可提高剂量器的热稳定性.当辐照剂量增加时,发光峰温亦向高温方向移动,即陷阱加深.确定了Zn3.86B6O13:0.16Dy3+样品主峰的陷阱深度E=0.73eV,频率因子S=2.43×109s-1.在1～100Gy治疗级范围内,Zn3.86B6O13:0.16Dy3+对60Co伽玛射线辐照的热释光剂量响应呈良好的线性关系.实验结果表明,Zn3.86B6O13:0.16Dy3+是一个潜在的应用于临床医疗的伽玛射线电离辐射热释光剂量计材料.     

稀土Dy~(3+),Tm~(3+)单掺杂的四硼酸锌磷光体的热释光

通过高温固相法合成了Dy3+,Tm3+单掺杂的四硼酸锌(ZnB4O7)磷光体,测定了室温下这2个磷光体经60Coγ-射线辐照后的三维热释光谱。从三维热释光谱可以观察到:这2个磷光体的主发光峰均位于218℃;ZnB4O7∶Tm3+磷光体的主热释光峰的发射波长为366、453、475、651和754 nm,ZnB4O7∶Dy3+磷光体的主热释光峰的发射波长为480、573、665和755 nm,分别为稀土离子Tm3+和Dy3+的特征跃迁发射。对于Tm3+掺杂的ZnB4O7磷光体,热释光发射强度较高,在辐射剂量学领域有潜在的应用。利用峰形法,评估了ZnB4O7∶Tm3+磷光体在218℃时发光峰的动力学参数,其陷阱深度E为1.64 eV,频率因子为3.42×1016s-1,遵循二级动力学。     

SrB_6O_(10)∶Tb的热释光性质研究

通过高温固相法合成了SrB6O10∶Tb热释光磷光体,并系统地研究了Ce3+,Li+共掺杂,Tb3+掺杂浓度以及60Coγ射线辐照剂量对其热释发光的影响,同时观察了其热释光发射。研究发现:Ce3+,Li+共掺杂对SrB6O10∶Tb磷光体的热释光灵敏度并没有提高。Tb3+掺杂浓度对SrB6O10热释光磷光体的灵敏度有一定影响:在从1%~10%(摩尔分数)的Tb3+掺杂浓度范围内,2%为最佳掺杂浓度。在此掺杂浓度条件下,用Chen的峰形法评估了此磷光体的动力学参数,发现其遵守二级动力学;增加辐照剂量,热释光发射也随之增强,并在所研究的剂量范围内呈线性变化;在其三维热释光发射谱中,观察到了Tb3+离子的特征发射。     

Ca1—xZnxTiO3：Pr^3＋,R^＋（R^＋=Li^＋,Na^＋,K^＋,Rb^＋,Cs^＋,Ag^＋）的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1-xZnxTiO 3∶Pr3+, R+的物相组成和发光性质. Pr3+取代Ca2+形成PrCa ·正电性缺陷发光中心. 激发光谱是峰值位于330 nm附近的宽带谱, 发射光谱是峰值在613 nm半宽度为20 nm的带谱, 对应Pr3+的1D2-3H4跃迁发射. 发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化. Zn2+的最佳含量在10%～20%. X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2+物相组成为CaTiO3, Ca2 Zn4Ti15O36和Zn2TiO4. 热释发光曲线表明掺入Zn2+离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″, 且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′.     

SrB6O10:Tb的热释光性质研究

通过高温固相法合成了SrB6O10：Tb热释光磷光体, 并系统地研究了Ce3＋, Li＋共掺杂, Tb3＋掺杂浓度以及60Co γ射线辐照剂量对其热释发光的影响, 同时观察了其热释光发射. 研究发现： Ce3＋, Li＋共掺杂对SrB6O10：Tb磷光体的热释光灵敏度并没有提高. Tb^3＋掺杂浓度对SrB6O10热释光磷光体的灵敏度有一定影响： 在从1%～10%（摩尔分数）的Tb3＋掺杂浓度范围内, 2%为最佳掺杂浓度. 在此掺杂浓度条件下, 用Chen的峰形法评估了此磷光体的动力学参数, 发现其遵守二级动力学;增加辐照剂量, 热释光发射也随之增强, 并在所研究的剂量范围内呈线性变化;在其三维热释光发射谱中, 观察到了Tb^3＋离子的特征发射.     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3 ),R~ (R~ =Li~ ,Na~ ,K~ ,Rb~ ,Cs~ ,Ag~ )的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1 -xZnxTiO3∶Pr3 ,R 的物相组成和发光性质。Pr3 取代Ca2 形成PrCa·正电性缺陷发光中心。激发光谱是峰值位于 3 3 0nm附近的宽带谱 ,发射光谱是峰值在 613nm半宽度为 2 0nm的带谱 ,对应Pr3 的1 D2 -3H4 跃迁发射。发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化。Zn2 的最佳含量在 10 %～ 2 0 %。X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2 物相组成为CaTiO3,Ca2 Zn4 Ti1 5O36 和Zn2 TiO4 。热释发光曲线表明掺入Zn2 离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″ ,且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′。     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4∶Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4∶Mn2+以及Zn2GeO4∶Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量。分析结果表明,在1 050℃下烧结3 h的Zn2GeO4为单相产物,所得Zn2GeO4∶Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773。Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显。余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2 h。通过热释光谱对陷阱进行了分析。对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论。     

单掺杂与共掺杂离子对Sr2Mg(BO3)2磷光体热释发光的影响

通过高温固相法合成了Sr2Mg(BO3)2磷光体, 并研究了Li＋, Bi3＋, Gd3＋, Ti4＋共掺杂对Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体热释发光的影响. 研究发现: Li＋的共掺杂使Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体的热释光主峰强度增加, 而 Bi3＋, Gd3＋或Ti4＋的掺入使样品的热释光强度降低. 在Li＋, Bi3＋, Gd3＋或Ti4＋共掺杂的Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体高温热释光发射谱中, 我们观察到了480, 579, 662和755 nm的发射峰, 为特征Dy3＋离子的4F9/2→6H15/2, 4F9/2→6H13/2, 4F9/2→6H11/2和4F9/2→6H9/2跃迁, 与Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体的发射一致. 利用峰形法, 我们评估了Sr2Mg(BO3)2∶ , ( )热释光磷光体234 ℃发光峰的动力学参数, 陷阱深度E＝1.1 eV, 频率因子s＝6.3×109 s－1, 遵循二级动力学.     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4:Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4:Mn2+以及Zn2GeO4:Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量.分析结果表明,在1050℃下烧结3h的Zn2CeO4为单相产物,所得Zn2GeO4:Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773.Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显.余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2h.通过热释光谱对陷阱进行了分析.对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论.     

纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料.通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析.XRD结果表明所制备的SrAl2O4:Eu2+Dy3+纳米发光材料为单相,属单斜晶系.TEM测试表明纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料为规则的球状粒子,粒径为50～80 nm,且分散性良好.激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm 的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl2O4:Eu2+,Dy3+粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了"蓝移"现象.样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉.     

Ce和Dy在Cd0.5Zn0.5B4O7中的发光特性及能量双向传递

采用高温固相法制备了白蓝光双发射为一体的Cd0.5Zn0.5B4O7∶Ce/Dy系列发光材料. 由XRD测得Cd0.41Zn0.5B4O7∶Ce0.04/Dy0.02的晶胞参数: a=1.3885 nm, b=0.8020 nm, c=0.8670 nm, 属于正交晶系, Pbca空间群. 在Ce/Dy双掺的体系中存在Ce3+和Dy3+两种发光中心, 254~350 nm激发主要是Dy3+的 4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2跃迁发射, 而355—390 nm激发主要为Ce3+的5d→4f跃迁发射. 340 nm激发Ce/Dy双掺发光体的发射强度是同浓度Dy3+单掺的31倍, Ce3+是Dy3+的高效敏化剂, 而355—390 nm激发Dy3+是Ce3+的敏化剂. 体系中存在少见的Ce3+→Dy3+与Dy3+→Ce3+的能量双向传递.     

共掺La3+对Sr2SnO4∶Sm3+的余辉增强

研究了以La3+离子为辅助激活剂,对Sm3+掺杂的发光材料Sr2SnO4:Sm3+余辉性能的影响。采用传统的高温固相法合成Sr2SnO4∶Sm3+,La3+红色长余辉发光材料。利用X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪、热释光剂量仪等手段对粉末样品进行了表征。分析结果表明,在1400℃得到了单相Sr2SnO4,Sr2SnO4∶Sm3+,La3+发光粉末有563、599和646 nm 3个发射峰,与Sm3+单掺杂的Sr2SnO4∶Sm3+相比,其光谱发射峰位没有明显变化。余辉亮度衰减曲线表明适量的La3+掺杂可以延长Sr2SnO4∶Sm3+的余辉时间。通过对热释光谱的分析,解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,La3+掺杂增加了更多适宜深度的陷阱(VSr″),可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度。     

杂质的添加对SrAl_2O_4∶Eu~(2 ),Dy~(3 )余辉发光特性的改善

采用溶胶 凝胶法制备SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 磷光体 ,并在合成过程中添加硼或硅以探讨光致发光及长余辉发光性质。发现硼、硅添加物不仅是助熔剂 ,且能改良SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 之长余辉的持续时间及余辉发光强度。基于不同磷光体样品的实验结果比较 ,综合材料表面微结构观察、X射线衍射图谱、热释发光光谱与余辉衰减曲线的测量等实验结果分析 ,推断在SrAl2 O4 ∶Eu2 ,Dy3 中添加硼、硅可导致磷光体缺陷增加并稳定活化剂Eu2 的价态。     

β-Ga_2O_3∶Dy~(3+)纳米棒束的制备和光致发光性质

采用水热法及后续热处理制备了-βGa2O3∶Dy3+纳米棒束。利用X射线粉末衍射(XRD),场发射电子扫描显微镜(FESEM)、发光光谱等测试手段对-βGa2O3∶Dy3+的物相、形貌、发光性质等进行了研究。FESEM等测试表明水热样品是由直径约100 nm,长约2μm的纳米棒组成的长径比约为3的羟基氧化镓(GaOOH)纳米棒束。经过900℃高温热处理,得到了形貌和尺寸基本保持不变的-βGa2O3∶Dy3+纳米棒束。光致发光测试表明,Dy3+的发光由分别归属于4F9/2-6H15/2的蓝光(460~505 nm,491 nm为最强峰)和4F9/26-H13/2的黄光(570~600 nm,580 nm为最强峰)组成。-βGa2O3基质可以有效地向Dy3+传递能量。与固相法样品相比,采用水热后续热处理方法制备的样品在分散性、形貌、能量传递和寿命方面明显优于固相法样品。     

偏硅酸镉的自激活发光

利用高温固相法合成了一种具有自激活发光行为的CdSiO3基质.对样品进行了X射线衍射分析和光谱分析.光谱分析结果表明,在偏硅酸镉的发射光谱中存在三个自激活发光峰,它们分别位于380,467和560nm处,另外,通过热释光谱技术讨论了偏硅酸镉中的缺陷及相关机理.在热释光谱中有两个明显的热释峰,分别位于448和563K,它们的陷阱深度分别为0 58和0 61eV,表明了在偏硅酸镉中存在着不同的陷阱,这些陷阱的存在导致了偏硅酸镉的自激活发光.     

LnBaB_9O_(16)∶Eu~(3+)(Ln=La,Y)的结构与荧光性质

利用电子衍射、X射线衍射和荧光光谱等方法研究了 L n Ba B9O16(L n=L a,Y)的结构特性 .L n Ba B9O16为单斜晶系 ,其中 L a Ba B9O16的晶胞参数 a=1.36 6 0 nm,b=0 .7882 nm,c=1.6 2 53nm,β=10 6 .15°;YBa B9O16的晶胞参数 a=1.3476 nm,b=0 .7776 nm,c=1.6 0 4 0 nm,β=10 6 .38°.荧光光谱研究表明 ,这两种化合物结构不同 ,Y3 +在 YBa B9O16结构中处于中心对称格位 ,而 L a Ba B9O16中 L a3 +的格位则无中心对称性 .Gd3 +部分取代 L a Ba B9O16∶ Eu3 +中的 L a3 +可改善 Eu3 +离子的发光性质 .L a Ba B9O16∶ Eu3 +在真空紫外区的吸收比较弱 ,这可能与硼氧比较小有关 .     

LiMgPO_4:Tm,Tb磷光体的热释光特性

采用高温固相法合成了Li Mg PO4:Tm,Tb粉末样品,研究了热释光特性与发光机制,测量了热释光发光曲线、热释光三维光谱、X射线衍射谱和荧光光谱以及剂量响应曲线。热释光三维光谱显示其主发光峰的发光波长为455 nm,峰温为325℃。采用热释光一般级动力学方程对发光曲线进行拟合得到其陷阱深度为1.34 e V。Li Mg PO4:Tm,Tb主发光峰面积与Al2O3:C相近,在0.1~2000 Gy范围内具有良好的线性响应。对Li Mg PO4:Tm,Tb粉末样品反复测量的研究结果表明该样品具有良好的稳定性和可重复性。     

红色长余辉荧光粉Ca_2Zn_4Ti_(16)O_(38)∶Pr~(3+)的水热辅助合成及发光性质

采用水热法辅助合成了纯相Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉,初始nCa∶nZn∶nTi=2∶4.1∶15,煅烧条件为1 050℃空气气氛烧结5 h。并以X射线衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱表征了样品的物相组成、微观形貌和光谱性质。合成的荧光粉在高温煅烧后仍较好地保持了球形的微观形态,优化的Pr3+掺杂浓度为0.015。Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+荧光粉在471 nm波长激发下发射红光,发射谱通过高斯分峰拟合得到位于605、620和645 nm的3个发射峰,分别对应于Pr3+的1D2→3H4,3P0→3H6和3P0→3F2跃迁。在471 nm波长激发下,Ca2Zn4Ti16O38∶Pr3+的614 nm红光发射表现出超长余辉特性,表明该荧光粉是一种能被可见光有效激发的红色长余辉荧光粉。     

KMgF3 及KMgF3∶Eu2+晶体的射线辐照效应

KMgF3∶Eu晶体中Eu3+→Eu2+的转换率在低浓度掺杂时接近100%, 完全转换的饱和掺杂摩尔分数为0.29%. 实验条件下, KMgF3晶体的X射线1 h辐照损伤可在约100 h后恢复; KMgF3∶Eu2+晶体经X射线辐照后, 360 nm锐峰发射强度略有降低. 不同剂量的γ射线辐照, KMgF3晶体热释光曲线的各个温度峰强度变化明显不同, 即使小剂量辐照, 造成的损伤也较难恢复, 如γ射线辐照剂量为103 Gy时, 辐照损伤的恢复时间约需30 d. KMgF3∶Eu2+晶体360 nm锐峰发射强度随γ射线辐照剂量增大而呈线性降低.     

空气中合成固溶体荧光粉Ba_2(Zn,Mg)Si_2O_7∶Eu~(2+),Eu~(3+),Ce~(3+)及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu,y Ce3+系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7∶0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu2+离子的4f 65d1-4f 7跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu3+在Ba1.97-yZn1-xMgxSi2O7基质中被还原成了Eu2+;当x=0.1时,荧光粉Ba1.97Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu3+被还原成Eu2+离子的程度最大。当共掺入Ce3+离子后,形成Ba1.97-yZn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,y Ce3+荧光粉体系,其发光随着Ce3+离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba1.96Zn0.9Mg0.1Si2O7∶0.03Eu,0.01Ce3+的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba2Zn0.9Mg0.1Si2O7基质中的能量传递与发光机理。