Ga2O3：Cr3+長余輝與光催化性能研究及調控.pdf

1、長余輝發(fā)光材料是一類可以吸收可見光、紫外光等外界激發(fā)能量，并在激發(fā)停止以后仍然繼續(xù)發(fā)光的材料。近年來，利用近紅外波段的光輻射進行生物組織成像、診斷和檢測成為研究熱點，近紅外長余輝材料制備生物標記物由于其自身的特點而受到了人們廣泛的關注。然而對近紅外長余輝發(fā)光材料的研究還處于起步階段，在近紅外區(qū)域具有長余輝發(fā)光性能的激活離子并不常見，其余輝性能還有待提高。因此對近紅外長余輝發(fā)光材料性能的改進具有非常重要的現(xiàn)實意義。有鑒于此，本文采用高溫固

2、相法合成了三價鉻離子摻雜氧化鎵的一系列近紅外長余輝材料，從物相結構、熒光性能、長余輝性能等方面分別討論了Zn2+離子、in3+離子和Mg2+離子摻雜取代Ga3+離子對Ga2O3∶Cr3+近紅外長余輝發(fā)光材料的影響。同時對材料光催化性能進行了分析，討論了長余輝性能和光催化性能之間的相互聯(lián)系。
　　采用高溫固相法合成了Ga2O3∶ Cr3+0.01，Zn2+0.005近紅外長余輝材料。XRD顯示Zn2+離子的摻雜沒有改變Ga2O3的晶

3、體結構，Zn2+離子的摻雜主要取代Ga2O3中的Ga3+離子。熒光特性表明樣品的發(fā)光為Cr3+離子發(fā)光，樣品中存在能量傳遞的作用，基質吸收的能量會傳遞給發(fā)光中心Cr3+離子。樣品的余輝衰減符合雙指數(shù)衰減模型，Zn2+的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時延長余輝持續(xù)的時間。光催化性能的測試表明Zn2+離子的摻雜可以有效提高樣品的光催化效率。
　　采用高溫固相法合成了Ga1.95In0.05 O3∶Cr3+0.01近紅外長余輝材料。XR

4、D顯示in3+離子的摻雜主要取代Ga2O3中的Ga3+離子。樣品的熒光光譜顯示In3+離子的摻雜減弱了Cr3+離子周圍晶體場強度，同時提升了4T2→4A2發(fā)射強度。樣品的余輝衰減符合雙指數(shù)衰減模型，in3+離子的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時延長余輝持續(xù)的時間。同時對材料的長余輝性能和光催化性能之間的聯(lián)系做了討論。
　　采用高溫固相法合成了Ga1.99Mg0.01O3∶Cr3+0.01近紅外長余輝材料。樣品的XRD顯示Mg2+離

5、子的不等價取代主要通過取代數(shù)目的不同取代Ga2O3中的Ga3+離子。樣品的熒光光譜顯示Mg2+離子的摻雜增強了Cr3+離子周圍晶體場強度，同時降低了4T2→4A2發(fā)射強度。樣品的余輝衰減過程同時包括雙指數(shù)衰減過程與雙曲線衰減過程，Mg2+的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時延長余輝持續(xù)的時間。Mg2+摻雜的樣品表現(xiàn)出光激勵發(fā)光性能，其中550nm激勵激發(fā)的效果最好。Mg2+摻雜提高了樣品的光催化性能。同時對其光催化與長余輝、光激勵發(fā)光性能