【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所先進(jìn)激光與光電功能材料部通過電子順磁共振技術(shù)(EPR)探究了鋇硼酸鹽玻璃中Eu2+發(fā)光光譜變化的機理，相關(guān)研究成果以“Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in oxyfluoride barium borate glasses”為題，發(fā)表于Ceramics International。
 

　　堿金屬硼酸鹽玻璃具有較高的透明性和良好的稀土溶解度,常被用作稀土離子的發(fā)光基質(zhì)玻璃。Eu2+是常見的稀土發(fā)光離子，通常作為激活離子摻雜于玻璃和熒光粉等基質(zhì)材料中。Eu2+外層的5d能級容易受到外界環(huán)境的影響產(chǎn)生能級分裂，導(dǎo)致其5d-4f躍遷的發(fā)光波長產(chǎn)生移動。因此，Eu2+可以根據(jù)基質(zhì)材料的不同發(fā)出從紫色到紅色的各種光，這使得Eu2+摻雜材料的用途十分廣泛。
 

　　Eu2+的電子順磁共振譜(EPR)特征為“U”形譜，因此EPR可以用于檢測Eu2+的存在以及Eu2+周圍配位場環(huán)境。本研究通過對鋇硼酸鹽玻璃樣品中Eu2+特征EPR信號峰的變化進(jìn)行研究，分析了玻璃組分對Eu2+周圍配位場強的影響。
 

　　通過在CO氣氛下制備Eu2+摻雜的鋇硼酸鹽玻璃，并對Eu2+熒光光譜變化機理進(jìn)行研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)玻璃中鋇含量的增加導(dǎo)致Eu2+離子周圍配位場強度增強，Eu2+的5d能級分裂程度增大，引起發(fā)射光譜的紅移。而玻璃中氟的引入會引起Eu2+離子周圍配位場強度的減弱，起到抑制發(fā)射光譜紅移的作用。同時，研究發(fā)現(xiàn)Eu2+濃度的增加也會引起發(fā)射光譜紅移，這歸因于5d能級的電子云膨脹效應(yīng)，導(dǎo)致5d能級中心下移。本研究系統(tǒng)的解釋了兩種引起Eu2+發(fā)光波長變化的機理，并發(fā)現(xiàn)氟離子可為發(fā)光中心提供低場強的近鄰配位環(huán)境，基于此研究可以指導(dǎo)Eu2+摻雜玻璃、熒光粉等材料發(fā)光顏色的調(diào)節(jié)。
 

　　相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金的支持。
 

圖1(a)BOxE10和(b)BFxE10玻璃樣品發(fā)射光譜紅移原理圖
 

圖2 BO20Ey和 BF20Ey玻璃樣品發(fā)射光譜紅移原理圖