Pr3+掺杂的LaF3纳米微晶/氟氧化物玻璃陶瓷的激光选择激发

研究了Pr^3 掺杂纳米晶／氟氧化物玻璃陶瓷的光谱性质，选择激发光谱分辨了氟氧化物玻璃陶瓷和其中的LaF3纳米微晶内的Pr^3 离了，可以看到LaF3纳米微晶／氟氧化物玻璃陶瓷体系在光谱上未表现出明显的界面效应，这对良好的发光性质可能是一种有利因素，纳光微粒小的尺寸和大表面增加了掺杂离子的局域环境的离散性，使纳米微粒中谱线的非均匀线宽比体材料中大，且随粒径减小而增加，掺杂离子在微晶中富集，或在界面附近富集，提高了微晶中或微晶内局部范围中的浓度，增加了交叉迟豫的几率，出现浓度猝灭，因此Pr^3 离子在LaF3中的富集而引起的浓度猝灭是发光能级寿命缩短的主要原因。     

SrAl12O19:Pr3+中1S0能级的电子-振动跃迁

稀土离子Pr^3＋ 4f^2组态中的的高激发态1S0的光谱性质与其他4f^2能级有显著的差别.分析了SrAl12O19：Pr的^1S0→1I6和^1S0→^1D2发射光谱,跃迁分别属于Δ过程和M过程; 指认了其中的零声子线和电子-振动跃迁线.这两组跃迁中,电子-振动跃迁强度与零声子跃迁强度之比大于文献中报道的低激发态中的值,表明^1S0与4f5d态的混杂增强了它的电子-声子耦合.     

SrB4O7:Pr^3+中Pr^3+的发光性质

本研究报道Pr^3+在SrB4O7中的发光性质,在SrB4O7中Pr^3+离子的4f5d能态高于1^S0能级,因此,在207nmUV光激发下,Pr^3+能够把所吸收的一个高能量的UV光子转换为两个可见光子的发射(光子倍增);在此氧化物基质中的光子倍增主要是由于阳离子处于弱的晶体场格位之中;由于与稀土离子弱联结相关的声子振动频率低(hωmax～1200cm^-1),因此还能观察到从3^P0能级向低能级的跃迁。第一个光子的发射由1^S0→1^G4(313nm),1^S0→1^D2(338nm)和1^S0→1^I6(405nm)的辐射跃迁组成;第二个光子的发射由3^P0和1^D2能级向低能级的辐射跃迁组成[3^P0→(3^HJ,3^FJ)和1^D2→(3^H4,3^H5)]。     

LaOX-Pr^3^+(X=Cl, Br)体系的荧光特性及其配位场理论解析

LaOX-Pr^3^+(X=Cl,Br)体系在室温和液氮温度下均只观察到^3P~0能级的发射,其原因在于Pr^3^+离子的4f5d激发态具有较高能量(>37kK),且^3P~2,^3P~1向^3P~0存在有效的电子驰豫;本文基于DSCPCF配位场模型的计算结果,对该体系的发射光谱和激发光谱进行了理论归属,实测峰位与计算值较好吻合。     

高密度发光材料BiTaO4：Pr^3＋和BiTaO4的发光特性研究

研究了BiTaO4:Pr^3 ,BiTaO4的光致发光性质，测量了BiTaO4的红外透射和漫反射光谱。BiTaO4的光致发光光谱发射峰位于约420，440，465nm；其激发谱在约330－370nm范围有明显的激发。BiTaO4:Pr^3 的光致发光光谱为Pr^3 的特征发射，主峰为606nm，来自Pr^3 的^3P0→^3H6跃迁；其激发谱由来自于基质的峰值为325nm和范围在375－430nm的宽激发带以及Pr^3 的特征激发组成，325nm,375-430nm的激发带可能分别来自钽酸根团的电荷迁移跃迁和基质的带间缺陷能级的吸收；在BiTaO4:Pr^3 中存在着基质→Pr^3 的能量传递。由于BiTaO4:Pr^3 基质的密度和Pr^3 的发光强度均超过PbWO4，因此BiTaO4:Pr^3 可能是潜在的重闪烁体。     

Eu3+掺杂SiO2-Al2O3-B2O3玻璃制备及光谱性能研究

高温溶制了Eu^3＋掺杂SiO2-Al2O3-B2O3-MxOy（M=Li^＋,Na^＋,K^＋,Mg^2＋,Ca^2＋,Sr^2＋,RE^3＋）硼硅酸盐玻璃,测试了玻璃样品的发射光谱、激发光谱和透射光谱,研究了不同碱金属离子、碱土金属离子对该系统荧光性能的影响。利用发射光谱计算了Ω2,Ω4以及^5D0到^7F2,^7F4的自发辐射几率和振子强度f（^5D0→^7F2）,f（^5D0→^7F4）。结果表明,材料的发射能级为^5D0→^7F1（590nm）,^5D0→^7F2（617nm）,^5D0→^7F4（698nm）,而且材料的结构对称性越差,跃迁戒律打破地越彻底,荧光发射越强。     

LiYF4：Ce^3＋晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱

利用相对论从头目恰计算DV—Xa(离散变化Xa)程序计算LiYF4：Ce^3 晶体的电子结构和f→d电子跃迁谱。分别用镶嵌于微晶(含1938个原子)中的团簇Y5Li8F24和CeY4Li8F24模拟基质和掺杂晶体。基态计算表明Y-4p和Ce-5d共同组成了导带，Ce^3 的最低5d能级Ed在BCB(导带底部)附近，而其最低4f能级较BCB低2．5eV。即使对低于BCB的能级Ed，其波函还含有24％的Y-4p和9％的F-2p。这可能就是文献[3]采用纯5d波函数进行晶场拟合不十分成功的原因。而关于f→d跃迁，本文采用过渡态(使单电子跃迁的初末态各占据一半电子)计算去获得各4f→5d跃迁能Efd。Ce^3 的离子半径比Y^3 的大。作为晶格畸变的近拟模拟，让最近邻和次近邻的8个氟离子同时沿径向向外移动，结果发现：向外畸变4．56％的CeY4Li8F24团簇有最低的总能，且由此算出与实验十分符合的5个Efd能级，但是其基态计算的能级Ed比BCB高0．68eV；对于另外一个畸变7．36％的团簇，虽其Ed比BCB低0．43eV，使仅观测到最低f→d带的精细结构(包括零声子线)的实验较易理解，但其计算的各Efd能量分裂不如前者。因此，畸变应在4．56％-7．36％左右。     

玻璃中银粒子对稀土离子发光影响的研究

在玻璃制备过程中加入硝酸银,然后通过高温退火得到包含银纳米粒子的Er^3＋掺杂锗酸盐玻璃和Eu^3＋掺杂硼酸盐玻璃样品。根据Mie—Drude理论拟合了这些玻璃样品中银纳米粒子等离子体振荡吸收谱,得到了退火时间与银粒子粒径的关系。用488nm Ar^＋激光器激发不同退火时间的这些玻璃样品,分别监测Er3^3＋的^4S3/2-^4I15/2和Eu^3＋的^5D0-^7F2的发射,发现包含银纳米粒子的玻璃样品较不包含银纳米粒子的玻璃样品,Er3^3＋和Eu^3＋的发射分别增强3．6和1.25倍。通过分析玻璃样品的吸收谱和发射谱,排出了表面等离子振荡引起稀土离子发射增强的可能性。对Er^3＋掺杂的玻璃样品进行Judd—Ofelt理论分析,发现随着退火时间增加J-O强度参数减小,Er^3＋的^4S3/2能级的辐射跃迁几率保持增加,表明引入银纳米粒子引起稀土离子周围晶体场发生变化是稀土离子发光增强的一个原因。     

GdAl03：Tb，RE中Tb，RE的能量传递研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法制备了GdAl03：Tb,RE荧光粉体,在紫外激发下（254nm）,GdAl03：Tb发射绿色荧光（^5D4→^7F5,544nm）,Dy共掺杂对绿色发光有增强作用,Ce共掺杂对GdAl03：Tb绿色发光有降低作用,激发谱和能谱研究表明：Dy能级嵌入Tb主发射能级^5D4（绿色发光能级）、^5D3（蓝色发光能级）能级之间,欧能级嵌入Tb主发射能级^5D4、^5D3能级上方,这种能级嵌入方式,使得稀土离子之间存在声子支持的共振能量传递,但Tb→Dy→Tb能量传递使Tb绿色发射（^5D4→^7FJ（J=3,4,5,6））增强,蓝色发射（^5D3→^7FJ（J=3,4,5,6））减弱;而CPTb能量传递使Tb蓝色发射增强,绿色发射减弱。     

Ca2Y7.9（SiO4）6O2-0.5xFx:Eu0.1（3+,2+）荧光粉的合成和发光特性

采用高温固相反应法在弱还原气氛下制备了Ca2Y7.9(SiO4)6O2-0.5xFx:Eu(2+,3+)0.1(x=0～4)系列荧光粉。晶胞参数a,c和晶胞体积V均随着F-置换量的增加呈线性减小,晶胞参数a和c的变化率相近。荧光体中Eu2+和Eu3+共存,Eu2+3d5/2与Eu3+3d5/2电子结合能分别为1128.4和1136.3 eV,Eu2+的3d5/2与3d3/2的电子结合能差为28.4 eV。Eu2+和Eu3+的3d5/2态XPS峰面积比为6.9∶1。激发光谱由Eu3+的两个电荷迁移(CTS)带和f-f跃迁激发线组成,x=0,1的试样中出现了Eu2+的f-d跃迁强激发谱带。激发到Eu3+的电荷迁移态或激发Eu2+,除了来自Eu3+的5D0能级的发射之外,还观察到了5D1能级的强发射和5D2能级的弱发射,并且激发Eu2+时5D1→7F4发射强度超过5D0→7F2,没有出现Eu2+的明显发射,Eu2+对Eu3+发光起到很好的敏化作用。5DJ(J>0)高能级发射来自4f格位的Eu3+发光中心,Eu2+的敏化起关键作用。Eu3+在4f和6h两种格位的分布比为4∶6。     

GdAlO_3∶Tb,RE中Tb,RE的能量传递研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法制备了GdAlO3∶Tb,RE荧光粉体.在紫外激发下(254nm),GdAlO3∶Tb发射绿色荧光(5D4→7F5,544nm),Dy共掺杂对绿色发光有增强作用,Ce共掺杂对GdAlO3∶Tb绿色发光有降低作用.激发谱和能谱研究表明:Dy能级嵌入Tb主发射能级5D4(绿色发光能级)、5D3(蓝色发光能级)能级之间,Ce能级嵌入Tb主发射能级5D4、5D3能级上方.这种能级嵌入方式,使得稀土离子之间存在声子支持的共振能量传递,但Tb→Dy→Tb能量传递使Tb绿色发射(5D4→7FJ(J=3,4,5,6))增强,蓝色发射(5D3→7FJ(J=3,4,5,6))减弱;而Ce→Tb能量传递使Tb蓝色发射增强,绿色发射减弱.     

LnBaB9O16:Pr3+(Ln = La, Y)中Pr3+的双光子发射

在216nm紫外光激发下,LaBaB9O16:Pr3+中的Pr3+离子可以发生双光子发射;稀土离子在LaBaB9O16中处于非中心对称格位,Pr3+离子的4f5d能态高于1S0能级,可以发生从1S0能级到中间能态及基态的双光子跃迁发射;LaBaB9O16中与稀土离子近邻的硼酸根离子为BO4,相应的B-O振动频率较低,3P0与1D2之间的无辐射跃迁几率比较小,可以出现从3P0能级的发射.在YBaB9O16中,Pr3+的4f5d能态低于1S0能级,不能发生双光子发射.     

LnBaB_9O_(16)︰Pr~(3+)(Ln=La,Y)中Pr~(3+)的双光子发射

在216 nm 紫外光激发下, LaBaB9O16︰Pr3+中的Pr3+离子可以发生双光子发射; 稀土离子在LaBaB9O16中处于非中心对称格位, Pr3+ 离子的4f5d能态高于1S0能级, 可以发生从1S0能级到中间能态及基态的双光子跃迁发射; LaBaB9O16中与稀土离子近邻的硼酸根离子为BO4, 相应的B-O振动频率较低, 3P0与1D2之间的无辐射跃迁几率比较小, 可以出现从3P0能级的发射. 在YBaB9O16中, Pr3+ 的4f5d能态低于1S0能级, 不能发生双光子发射.     

CaO-SiO2-B2O3:Sm2O3玻璃的合成及Sm3+发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃, 探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱, 并研究了其发光性质. 在CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3+的发射光谱. 样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰, 峰值波长分别为568, 605, 650 nm, 其中最强峰为605 nm,可见发射起源于Sm3+离子4f电子的f-f跃迁. 其中568 nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、 605 nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、 650 nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁, 光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光, 从而增强红光的发射强度. 可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃.     

CaO-SiO_2-B_2O_3∶Sm_2O_3玻璃的合成及Sm~(3 )发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3∶Sm2O3玻璃,探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱,并研究了其发光性质。在CaO-SiO2-B2O3∶Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3 的发射光谱。样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰,峰值波长分别为568,605,650nm,其中最强峰为605nm,可见发射起源于Sm3 离子4f电子的f-f跃迁。其中568nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、605nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、650nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁,光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光,从而增强红光的发射强度。可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃。     

SrB4O7中Sm^2＋的发光及Eu^2＋,Sm^2＋之间的能量传递

对SrB_4O_7:Sm~(2+)发光特性的研究发现,在液氮温度下只有来自~5D_0能级的发射,而室温时又出现了~5D_1的发射,高温时同时观察到~5D_0、~5D_1的线状发射和5d→4f跃迁的带状发射,利用电子-声子耦合理论讨论了这些变化,并分析了Eu~(2+)→Sm~(2+)的能量传递现象。     

KMgF3：Eu和KMgF3：Eu—Ce单晶体中Eu^2＋与Ce^3＋的格位取代和能量传递

在77K测定了两个晶体的高分辨发射光谱，讨论了单掺杂Eu^2 和双掺杂Eu^2 及Ce^3 的KMgF3中的格位取代问题。在KMgFE:Eu-Ce中观察到了Eu^2 的^6P5/2能级到Ce^3 的4f5d能级间的间接能量传递，讨论了能量传递机理。     

Zn4B6O13∶ Ce3+, Tb3+ 的合成与发光

高温固相扩散方法首次合成了Zn4B6O13:Ce^3 ,Tb^3 光致光材料。通过XRD分析获得晶胞参数：α=0.7472nm,V=0.4172nm^3,为立方晶系，研究Ce^3 和Ce^3 ,Tb^3 在Zm4B6O13中的激发和发射光谱，发现Ce^3 在Zn4B6O13中的激发和发射带比Ce^3 在其他基质中红移2.38-4.94KK,Ce^3 的发射带与Tb^3 与^7F6→^5G2,^5D1,^5H7吸收带有很好的重叠，使Ce^3 对Tb^3 有良好的敏化作用。Ce^3 ,Tb^3 在基质中的能量传递机理为：Ce^3 →Ce^3 和Ce^3 →Tb^3 之间的偶极子－－偶极子的电多级相互作用的共振传递机理，色坐标为：x=0.281,y=0.619。SEM摄取产物晶貌，颗粒均匀，平均粒度为0.23μm，接近纳米级。     

Eu^3＋掺杂铌硅玻璃的微观局域环境特性

研究了Eu^3 掺杂铌硅玻璃的^5Do发射光谱，其激发谱中^7Fo-^5D2声子边带，荧光窄化谱及^5D0能级寿命。并由此计算了强度参数与晶场参数。结果显示^5D0-^7F2／^5D0-^7F1发光强度之比与强度参数Ω2随着Nb2O5浓度的增加而增大．表明材料对称性降低．Eu-O键强增加，共价性增强。晶场参数B20随着Nb2O5的浓度增加而减小，同样表明Eu-O键的距离减小，键强增加。随着Nb2O5的浓度增加。电-声子耦合增强，^5D0能级的无辐射过程加快，寿命变短。     

助熔剂对LaMgB5O10：Ce^3＋，Mn^2＋的结构和发光性质的影响

研究了助熔剂KCl对LaMgB5O10：Ce^3 ，Mn^2 发光材料的XRD谱、晶胞参数、晶体外貌及发射光谱性质的影响。结果表明：在(La0.85Ce0.15)(Mg0.9Mn0.1)B5O10中分别加入4．2％，8．6％，12．8％的KCl和5．3％，10．5％KF时，与JCPDS(No35-120)标准卡比较不仅对应有17／28，18／28，16／28，18／28，2／28的XRD谱峰强度增加，而且KCI和KF使发光体的晶胞参数相对变小。5％的KCI使部分晶体出现了类铜单晶体的外形，晶面指标{100}表示的六方形晶面有6个；{111}表示的三角形晶面有8个；15％的KCI使发光体表现出晶体特有的自范性，形成了规则的多面体晶形；使Ce^3 在基质中的5d→^2F5/s和^2F7/2能级跃迁发射强度增加了3．41倍，Mn^2 的^4G-^6S能级跃迁发射强度增加2．36倍。