新型闪烁晶体Gd3(Al,Ga)5O12:Ce3+的研究进展

无机闪烁晶体在核辐射探测领域有重要的应用,铈掺杂铝酸钆镓(Gd3(Al,Ga)5O12:Ce,缩写为GAGG:Ce)闪烁晶体性能优良,在高能物理、γ相机等应用领域有广阔的应用前景,因此成为了当前闪烁体领域的研究热点.本文总结了GAGG:Ce闪烁晶体近年来主要的研究进展;分析了GAGG:Ce晶体的结构及其稳定性;阐述了反位缺陷对晶体发光性能的影响;通过"带隙工程"理论解释了Gd、Ga离子掺杂消除反位缺陷的机理;总结了近年来GAGG:Ce晶体生长中存在的问题及解决途径;梳理了GAGG:Ce晶体的发光机理、闪烁性能及其影响因素;对各国团队通过阳离子掺杂的"缺陷工程"理论抑制GAGG:Ce晶体闪烁衰减慢分量的研究进行分析总结;展望了GAGG:Ce闪烁晶体发展方向.     

碳酸氢铵共沉淀法制备(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米材料及光谱特性

以碳酸氢铵作沉淀剂采用共沉淀法制备了(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米粉体.用FT-IR、DTA/TG、XRD和SEM对样品进行了表征,并用荧光光度计分析了样品的发射光谱.结果表明:碳酸氢铵为沉淀剂,先驱沉淀物经150 ℃干燥,800 ℃煅烧保温2 h时,合成了近似球形、粒径均匀、约为15～20 nm、分散性好的(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米粒子.随着掺入Eu3+浓度的增加, 发射峰强升高;当掺入5 mol;的Eu3+时,峰强最大; 当Eu3+的含量高于5 mol;时出现了浓度猝灭,峰强反而降低.     

固相合成Gd2O2S:Pr陶瓷闪烁体粉末

本文采用固相反应合成Gd2O2S：Pr陶瓷闪烁体粉末,确定了固相反应时Gd2O3与S的配比分别约为Gd2O3与S总质量的88％和12％,并往其中成功地掺入了痕量Pr2O3,测量了GOS：Pr的荧光光谱,分析表明,制备出的GOS：Pr粉末的主发射峰位于512nm处,与硅光电二极管光谱感光度匹配。此法制备出的GOS：Pr粉末适于制造GOS：Pr闪烁陶瓷。     

Ce3+:YAG单晶闪烁体的激发和发光特性

铈激活钇铝石榴石(Ce3+∶YAG)单晶是综合性能优良的快衰减闪烁材料.本文以普通光源、激光、同步辐射以及阴极射线为激发源,对我们生长的Ce3+∶YAG闪烁晶体的激发和发光特性进行了系统的研究.结果表明:Ce3+∶YAG单晶的激发光谱(监测荧光波长为545nm)由五个激发峰组成.不同激发条件下的发射光谱均能用双高斯峰进行较好的拟合,拟合后得到的Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的中心波长分别约为520nm和570nm.但是,不同条件激发下5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的强度比有较大差异,这可能与不同的激发机制和激发能传输途径有关.     

Eu:Lu2O3透明闪烁陶瓷的制备与性能

采用湿化学法合成了Eu原子掺量5%的Lu₂O₃陶瓷前驱体,通过SEM、XRD研究了煅烧前后前驱体和1 100 ℃煅烧4 h后粉体的形貌、结构以及物相。结果表明煅烧后的粉体为纳米类球形、高分散且结晶性良好的颗粒。颗粒尺寸为68.5 nm。使用煅烧后的粉体为原料,在1 650 ℃真空烧结30 h制备了高透过率的Eu:Lu₂O₃陶瓷,晶粒尺寸为46 μm,在611 nm处的直线透过率可以达到66.3%。此外对陶瓷的吸收曲线、光致激发和发射光谱特性以及X射线激发发射光谱进行研究。可观察到,Eu:Lu₂O₃陶瓷存在基质和激活离子两类吸收,光致发光光谱和X射线激发发射光谱均可以看出Eu:Lu₂O₃陶瓷存在极强的⁵D₀→⁷F₂跃迁发光,位于611 nm处。对比商业的BGO单晶的X射线发射光谱,可得本实验中制备的陶瓷的光输出为85 000 ph/MeV。Eu:Lu₂O₃陶瓷本身有着高X射线以及高能粒子的阻止能力,结合高光输出特性,表明Eu:Lu₂O₃陶瓷在X射线成像等领域具有巨大的潜在应用价值。     

(Gd,Lu)3Al5O12∶Tb3+,Eu3+透明陶瓷制备与发光性能

通过简单的化学沉淀法制备了纳米前驱体,结合真空烧结工艺,制备了一系列镥稳定钆铝石榴石{(Gd, Lu)₃Al₅O₁₂∶Tb,Eu}透明陶瓷。将透明陶瓷加工成1 mm厚的圆片,对透明陶瓷样品进行了X射线衍射、光致发光、透过率和衰减时间等表征。高温烧结过后,陶瓷样品仍保持稳定的石榴石相。选定313 nm作为透明陶瓷的激发波长,可获得最强的荧光发射。此外,通过对不同样品进行紫外可见荧光测试,获得了由绿光到红光的可调节发射。在313 nm激发,543 nm和591 nm的监测波长下,透明陶瓷样品均具有Eu³⁺的毫秒级衰减时间。     

不同晶体结构Gd2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的合成及其发光性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD分析表明:稀土离子与柠檬酸为1:0.5时,800℃热处理获得单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉到正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的转换可以通过改变稀土离子与柠檬酸摩尔比和热处理温度等合成条件实现.Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的形貌受合成条件的影响.荧光光谱研究表明:Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的主发射峰位于616 nm处来自于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁.正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉发射强度明显高于单斜结构的荧光粉.计算⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值表明:正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性较高。     

红光发射GaN:Eu材料与器件研究进展

第三代宽禁带半导体材料氮化镓(GaN)以其优异的电学和光学性能受到了产业界和科研界的重视.稀土离子Eu掺杂GaN材料,既具备了稀土元素优异的光学性能,又充分发挥了半导体材料的优势,可用于制备新型红光LED器件.因此,对GaN:Eu材料的制备方法,发光机理及器件研究进展进行了总结,并对其未来发展趋势进行了展望.     

B2O3对Eu2+,Dy3+共激活铝酸锶发光材料发光性能的影响

文章借助于材料的发射光谱和结晶相组成分析研究了B2O3对Eu2+,Dy3+共激活铝酸锶发光材料发光性能的影响.B2O3在Eu2+,Dy3+共激活铝酸锶发光材料的合成过程中,一方面作为助熔剂,降低发光材料的合成温度;另一方面,硼酸盐的存在促进Eu3+离子转化为Eu2+离子的还原过程.但是,B2O3加入量的变化并不引起发光材料发射光谱峰值的变化.     

(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3纳米粉体合成、透明陶瓷的制备及其荧光性能研究

以稀土硝酸盐和NH4HCO3作为原料,采用共沉淀法合成用于制备Eu掺杂Lu2O3-Gd2O3固溶体透明陶瓷的一系列(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3(x=0~0.95)纳米粉体,并利用XRD、SEM、TEM、BET和TMA手段对合成粉体的性能进行表征.结果表明,经800 ℃煅烧后的粉体均为立方相的(Gd0.95-xLuxEu0.05)2O3,粉体颗粒细小,呈近球形,且颗粒尺寸分布较均匀.将合成的一系列纳米粉体压制成型,于1700 ℃真空烧结24 h得到了透明性良好的(Gd0.45Lu0.5Eu0.05)2O3和(Lu0.95Eu0.05)2O3透明陶瓷,其在可见光区的最高直线透过率分别为53.5;和62.3;.在254 nm激发下,透明陶瓷在612 nm处均呈现出很强的Eu3+的红光发射.(Gd0.45Lu0.5Eu0.05)2O3透明陶瓷中由于存在Gd3+向Eu3+的有效地能量传递,其发光强度是(Lu0.95Eu0.05)2O3透明陶瓷的1.7倍.     

钙钛矿型层状化合物K_2Ln_2Ti_3O_(10)(Ln=La,Pr,Sm,Eu,Gd)X射线衍射晶体结构分析

固相反应法合成了具有钙钛矿型层状的化合物K_2Eu_2Ti_3O_(10) 和K_2Gd_2Ti_3O_(10) ,利用X射线粉晶衍射仪对镧系元素的钙钛矿型层状化合物K_2Ln_2Ti_3O_(10) (Ln=Eu,Gd)进行结构分析,获得其X射线粉晶衍射数据.X射线衍射分析结果表明:K_2Ln_2Ti_3O_(10) (Ln= La,Pr,Sm,Eu,Gd )为四方晶系,空间群I4/mmm.并得到其晶胞参数及其镧系元素的钙钛矿型层状化合物K_2Ln_2Ti_3O_(10) 晶体结构变化规律.     

掺铈硅酸钆闪烁晶体的研究进展与发展方向

本文综述了铈离子掺质硅酸钆(Ce:Gd2SiO5)闪烁晶体的结构、闪烁性能、闪烁机理及晶体生长的研究现状,重点讨论了Ce:GSO闪烁晶体生长的研究进展;提出了硅酸钆闪烁晶体未来研究发展的几个方向为:大尺寸晶体的生长、高光输出的研究、混合型硅酸钆晶体的研究等.     

超分子化合物(C_(12)H_(10)N_4)(C_7H_6O_3)_2的合成、晶体结构及荧光性质

合成了超分子化合物(C_(12)H_(10)N_4)(C_7H_6O_3)_2,并进行了元素分析、红外光谱、紫外光谱表征和单晶X射线衍射分析.构筑单元之间通过多重氢键和π-π堆积作用的协同效应形成超分子化合物,并研究了化合物的固体荧光性能.研究表明:该晶体属于单斜晶系P2_1/c空间群,晶胞参数为:a=0.3974(1) nm,b=2.0330(2) nm,c=1.4343(1) nm, β=94.892(2)°,V=1.15440(19) nm~3,d_c=1.400 g/cm~3,Z = 2,μ= 0.102 mm~(-1),F_((000))=508,R_1=0.0359,wR_2=0.0893 [I>2σ(I)].     

无机-有机杂化晶体[C_(12)H_(11)N_2O_2][Cd(SCN)_3]的合成和晶体结构(英文)

合成了无机-有机杂化晶体[C12H11N2O2][Cd(SCN)3],并采用元素分析、红外光谱表征和单晶X射线衍射分析和热重分析研究.红外光谱分析表明SCN-采用1,3-μ模式.结构分析表明,相邻的Cd(II)原子通过三个1,3-μ-SCN- 阴离子桥连形成无限的[Cd(SCN)-3]∞之字链结构,固体结构中[C12H11N2O2]+阳离子和[Cd(SCN)-3]∞配阴离子形成了分离柱状堆积.该晶体属于单斜晶系P2(1)/c空间群,晶胞参数分别为:a = 1.1260(3) nm, b = 1.5080(4) nm, c =1.1070(3) nm, β= 105.410(10) °, V = 1.8121(8) nm3, Z = 4, dc = 1.840 g·cm3 , T = 293(2) K, μ = 1.571 mm-1, F(000) = 992, R1 = 0.0343, wR2 = 0.0750 [I>2σ(I)]. 热分析结果在180-305 ℃化合物失去一个有机分子,305 ℃以上伴随着镉升华失去三个SCN-阴离子.     

双核Cu(Ⅱ)-5-溴水杨醛缩氨基甲磺酸席夫碱4,4′-联吡啶三元配合物的合成及晶体结构

采用Cu(Ⅱ)盐和氨基甲磺酸缩-5-溴水杨醛席夫碱(H2L)以及4,4′-联吡啶(bpy)在乙醇和水溶液中合成了三元配合物,通过元素分析、红外光谱对配合物进行了表征,并用X射线衍射测定了其结构。结构解析表明,该标题配合物属单斜晶系,空间群P21/c,晶胞参数为:a=0.9509(2)nm,b=1.8783(2)nm,c=1.0514(2)nm;β=98.48(1)°,V=1.8575(3)nm3,Z=2,Dc=1.812 g.cm-3,F(000)=1016,μ=3.473,最终偏差因子(对I>2σ(I)的衍射点)R1=0.0459,wR2=0.0739,对全部衍射点R1=0.1205,wR2=0.0887,ω-1=[σ2(Fo)2+0.0345P],P=(Fo2+2Fc2)/3。邻近配合物分子间存在着大量的氢键,席夫碱三元配合物通过氢键作用堆积成2D网状结构。     

Luminescence of Y2O3:Eu and Gd2O3:Eu Depending on Precursor and Activation Temperature

The activation of Y₂O₃, Gd₂O₃and (Y_0.7,Gd_0.3)₂O₃ with Eu³⁺ ions at temperatures lower than 1000 °C is studied using different starting compounds. The activator ions are introduced during the crystallization or precipitation of the precursor. Phosphors prepared from hydroxides and activated at 900 °C exhibit luminescence with high efficiency under 254 nm Hg-line excitation. Strong emission is observed even in samples activated at 700 °C. Luminescence intensity, emission and excitation spectra are compared to these of Y₂O₃:Eu produced by the industry.     

一维无机-有机杂化材料[Ni(2,2'-bipy)_2]V_2O_6的水热合成与晶体结构

本文采用水热合成法制备了一维无机-有机杂化材料[Ni(2,2'-bipy)2]V2O6(1)。反应起始原料摩尔配比为:Ni(Ac)2.H2O:NaVO3:H3BO3:B2O3:2,2'-联吡啶:H2O=0.5:1:2.3:2:1.5:556。1属单斜晶系,P21/c空间群,晶胞参数:a=1.4482(3)nm,b=1.3747(3)nm,c=1.0456(2)nm,β=100.25(3)o,V=2.0484(7)nm3,Z=4。1是由VO4四面体通过共顶点联接构成一维链状结构。相邻链的2,2'-bipy分子的π-π相互作用对1分子的结构稳定起到重要的作用。     

[(Epy)2][MnBr2I2]配合物的合成、晶体结构及发光性能

室温下,以N-乙基吡啶碘盐(Epy)I和四水溴化锰(MnBr2·4H2 O)为原料合成了一种零维发光材料[(Epy)2][MnBr2 I2].对该配合物进行元素含量分析、红外光谱、单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、紫外可见吸收光谱、光致发光光谱及X射线激发发射光谱等测试.单晶X射线衍射结果表明:配合物为单斜晶系,C2/c...