Sm2+離子的還原、發(fā)光光譜和穩(wěn)定性能研究.pdf

1、自從稀土離子Sm2+的摻雜材料在室溫實(shí)現(xiàn)了永久光譜燒孔現(xiàn)象(PSHB)，便引起了人們廣泛的研究興趣。在自然界中稀土元素釤一般以三價(jià)Sm3+離子形式存在，要使其還原成二價(jià)Sm2+離子通常使用還原氣氛，這需要一套復(fù)雜的氣流循環(huán)系統(tǒng)。除此之外還有高能射線輻照還原方法，如飛秒激光、β射線、γ射線、X射線。這兩種還原方法，各有優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)比兩種方法還原后樣品的發(fā)光性能以及穩(wěn)定性，可以為PSHB材料制備選定還原手段提供數(shù)據(jù)上的支持。
　　

2、Sm2+離子還是很好的結(jié)構(gòu)探針離子，在晶格之中受到周圍環(huán)境的影響很大，微小的晶體學(xué)結(jié)構(gòu)變化，在選擇激發(fā)和發(fā)射光譜上就會(huì)得到不同的5D0→7F0躍遷，它具有不同的發(fā)光衰減曲線。利用這個(gè)特點(diǎn)，可以研究稀土離子所處的周圍結(jié)晶學(xué)環(huán)境，探測(cè)稀土離子在發(fā)光體中的格位對(duì)稱，提供了基質(zhì)中不同發(fā)光中心格位的對(duì)稱性，進(jìn)而給出物質(zhì)結(jié)構(gòu)的詳細(xì)信息。
　　 本論文選擇了LiBaB9O15，Ba3BP3O12，Ba2SiO4和SrO-BaO-P2O5-B2

3、O3玻璃作為基質(zhì)材料，以Sm2+作為激活離子，通過高溫固相反應(yīng)和高溫熔融淬火法分別制備了Sm3+離子摻雜的LiBaB9O15，Ba3BP3O12，Ba2SiO4和SrO-BaO-P2O5-B2O3玻璃發(fā)光材料，并用X射線輻照或還原氣氛(H2/He)還原得到了Sm2+離子，研究了Sm2+的X射線輻照和氫氣氣氛還原效果和還原機(jī)理、Sm2+離子的發(fā)光性能和發(fā)光衰減，對(duì)Sm2+離子摻雜材料微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討。
　　 第三章，高溫熔融淬火法

4、制備了Sm2O3摻雜SrO-BaO-P2O5-B2O3玻璃材料。并通過X射線輻照使Sm3+離子還原成Sm2+離子。在X射線輻照過后，材料在不同溫度下的發(fā)光光譜顯示Sm3+離子已經(jīng)成功地還原成Sm2+離子，Sm2+離子的發(fā)光對(duì)溫度有很大的依賴性。通過光漂白實(shí)驗(yàn)研究Sm2+離子的光穩(wěn)定性。通過熱釋光和發(fā)光衰減研究堿土金屬硼磷酸鹽玻璃中Sm3+離子還原成Srn2+離子的還原機(jī)理。
　　 第四章，高溫固相法制備了Sm3+離子摻雜Ba2S

5、iO4無機(jī)發(fā)光材料，并通過X射線輻照使Sm3+離子還原成Sm2+離子。增加X射線輻照時(shí)間能使Sm2+離子發(fā)光變強(qiáng)，直到輻照10小時(shí)時(shí)發(fā)光強(qiáng)度趨于飽和。不同溫度(10-300K)下Sm2+離子的5Do→7Fo能級(jí)躍遷發(fā)光和衰減曲線顯示了Sm2+離子在Ba2SiO4基質(zhì)中占據(jù)了不同對(duì)稱性的晶格位置。不同格位的Sm2+離子有著不同的淬滅溫度，在低于150K溫度下Sm2+離子占據(jù)了三個(gè)不同的晶格位置，但是高于190K溫度時(shí)只有一個(gè)晶格位置的Sm

6、2+離子發(fā)光。Sm3+離子還原成Sm2+離子還原機(jī)理的研究基于晶體結(jié)構(gòu)、晶格位置分布、電荷補(bǔ)償、晶體場(chǎng)對(duì)Sm2+離子的作用和X射線輻照產(chǎn)生的缺陷。通過光漂白實(shí)驗(yàn)研究Sm2+離子的光穩(wěn)定性。
　　 第五章，高溫固相法制備了Sm3+離子摻雜LiBaB9O15多晶粉料，并通過X射線輻照使Sm3+離子還原成Sm2+離子。測(cè)試得到Sm2+離子的發(fā)光光譜和衰減曲線。通過樣品在空氣中經(jīng)過不同溫度的熱處理后的發(fā)光光譜研究Sm2+離子的熱穩(wěn)定性。

7、通過光漂白實(shí)驗(yàn)研究Sm2+離子的光穩(wěn)定性。結(jié)果顯示Sm2+離子摻雜LiBaB9O15材料比文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的材料有更高的穩(wěn)定性。
　　 第六章，高溫固相法制備了Sm3+離子摻雜Ba3BP3O12多晶粉料，并通過還原氣氛和X射線輻照使Sm3+離子還原成Sm2+離子。測(cè)試得到兩種樣品在不同溫度(10-300K)下的發(fā)光光譜和衰減曲線。兩種樣品中Sm2+離子的發(fā)光性能、晶格分布和溫度猝滅各有不同。通過光漂白實(shí)驗(yàn)研究Sm2+離子的光穩(wěn)定性。討論

8、了兩種不同還原方法的還原機(jī)理。
　　 本論文系統(tǒng)研究了Sm2+離子摻雜的LiBaB9O15，Ba3BP3O12，Ba2SiO4基質(zhì)和SrO-BaO-P2O5-B2O3玻璃發(fā)光材料的發(fā)光性能及其穩(wěn)定性，首次報(bào)導(dǎo)基質(zhì)Ba2SiO4基質(zhì)和SrO-BaO-P2O5-B2O3玻璃中Sm2+離子X射線輻照還原機(jī)理;首次報(bào)導(dǎo)Ba3BP3O12材料中Sm2+離子還原氣氛和X射線輻照的還原機(jī)理的不同。本論文實(shí)驗(yàn)結(jié)果將會(huì)對(duì)材料在光存貯器方面的應(yīng)用提