理论教育 Ba2Mg(PO4)2∶xCe3+,yTb3+,zMn2+的发光特性分析

Ba2Mg(PO4)2∶xCe3+,yTb3+,zMn2+的发光特性分析

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4.44给出了不同监测波长下Ba2Mg2∶0.04Ce3+的激发和发射光谱。在380 nm检测下,Ba2Mg2∶0.04Ce3+的激发光谱为从220~350 nm的宽谱,可以分解为峰值在270 nm和307 nm的两个峰。图4.46Ba2Mg2∶Ce3+,Tb3+的发射光谱、Ce3+离子和Tb3+离子发射光强度变化、Ba2Mg2∶Ce3+,Mn2+的发射光谱与Ce3+离子和Mn2+离子发射光强度变化

Ba2Mg(PO4)2∶xCe3+,yTb3+,zMn2+的发光特性分析

图4.44(a)给出了不同监测波长下Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+的激发和发射光谱。从插图中可以明显看出,随着Ce3+离子掺杂浓度的增加,Ce3+离子的发射光谱强度逐渐增强;当Ce3+掺杂浓度为4 mol%时达到最强;继续增加Ce3+离子掺杂浓度,发光强度开始逐渐减弱,这种现象主要由于浓度淬灭效应。在380 nm检测下,Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+激发光谱为从220~350 nm的宽谱,可以分解为峰值在270 nm和307 nm的两个峰。这些峰都是由Ce3+离子从基态到其5d1不同晶体场劈裂能级的跃迁造成的。相对应的发射光谱都呈现了一个发射中心位于380 nm从350~550 nm的不对称光谱,这主要是Ce3+离子的5d-4f跃迁。另外,在307 nm激发下,发射强度最强。从图4.44(b)可以看出,随Ce3+离子掺杂浓度增加,Ce3+离子的发射峰逐渐向长波方向移动,从x=0.005时的380 nm移动到x=0.2时的392 nm,这可能是因为高浓度掺杂时,Ce3+离子激发光谱和发射光谱重叠而引起的自吸收。

图4.44 Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+的激发和发射光谱(a)[插图是不同Ce3+掺杂的Ba2Mg(PO42∶xCe3+样品的发射光强度变化]和xCe3+的发射光谱随xCe3+子掺杂浓度变化图(b)

图4.45(a)给出了Ba2Mg(PO42∶0.01Tb3+的激发和发射光谱图,从图中可以看出,其激发光谱由两个宽谱以及一系列锐线谱组成。两个宽带分别位于237 nm和260 nm,它们源自Tb3+离子的4f8_4f75d1激发,该激发带属于电偶极允许跃迁。在发射光谱中,383,415,437,458,469,488,548,583,621 nm处的发射峰分别对应于Tb3+离子的5D37F67F57F47F37F25D47F67F57F47F3的特征跃迁,其中最大发射强度位于548 nm处的5D47F5跃迁。合成了一系列单掺杂含不同浓度Tb3+离子的样品,它们的发射光谱如图4.45(b)所示,在低浓度下Tb3+离子的5D37FJ蓝光谱线发射较强,当浓度提高后蓝光部分因为交叉弛豫而发生淬灭,只剩下5D47FJ绿光发射的谱线。

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图4.45 Ba2Mg(PO42∶0.01Tb3+的激发和发射光谱(a)和一系列Ba2Mg(PO42∶yTb3+荧光粉的发射光谱(b)

图4.46(a)和(b)给出了Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+,yTb3+的发射光谱以及Ce3+离子和Tb3+离子发射光强度变化图,从图中可以看出,固定Ce3+离子的掺杂浓度,变化Tb3+离子的浓度时,Ce3+离子的发射强度逐渐降低,Tb3+离子的发射强度逐渐增强,这可能是因为Ce3+离子与Tb3+离子之间存在能量传递。图4.46(c)和(d)是Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+,z Mn2+(0≤z≤0.4)的发射光谱和Ce3+离子和Mn2+离子发射光强度变化图。在307 nm激发下,Ba2Mg(PO42∶0.04Ce3+,z Mn2+的发射光谱由Ce3+离子的5d1_4f1跃迁的蓝光发射峰和Mn2+离子的4T16A1禁戒跃迁的红光发射峰组成。把Ce3+离子的掺杂浓度固定在4 mol%,当Mn2+离子的掺杂浓度逐渐上升时,Ce3+离子的发光强度逐渐下降,而Mn2+离子的发光强度则先增强后减弱,当Mn2+离子掺杂浓度为30 mol%时发光最强。从图4.46(d)中能直观地看到Ce3+离子和Mn2+离子发光强度的变化关系。

图4.46 Ba2Mg(PO42∶Ce3+,Tb3+的发射光谱(a)、Ce3+离子和Tb3+离子发射光强度变化(b)、Ba2Mg(PO42∶Ce3+,Mn2+的发射光谱(c)与Ce3+离子和Mn2+离子发射光强度变化(d)

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