稀土離子Ce4+和Eu3+在一維結(jié)構(gòu)基質(zhì)Sr2CeO4和Ca2SnO4中的發(fā)光研究.pdf

1、利用高溫固相反應(yīng)法合成了Sr2CeO4:Eu3+、MCeO3(M=Sr,Ba):Eu3+、Ca2SnO4:Eu3+和Ca2SnO4:Ce4+發(fā)光粉末樣品,采用X射線衍射技術(shù)和熒光光譜等測試手段對樣品的結(jié)構(gòu)、固相反應(yīng)機(jī)理及發(fā)光特性進(jìn)行了研究。對于剛制備的Sr2-xEuxCeO4+x/2樣品,在Ce4+-O2-的電荷遷移激發(fā)中,只有強(qiáng)激發(fā)帶(~35700cm-1)與Eu3+離子間存在能量傳遞,而弱激發(fā)帶(~29400cm-1)只是引起Ce4

2、+-O2-的電荷遷移發(fā)射;在Sr2-xEuxCeO4+x/2樣品吸附水后,Eu3+的線狀吸收躍遷強(qiáng)度顯著增加,Ce4+-O2-兩個激發(fā)帶均向Eu3+離子傳遞能量。Ce4+-O2-強(qiáng)激發(fā)帶通過交換作用向Eu3+離子傳遞能量,而弱激發(fā)帶與Eu3+離子間的能量傳遞機(jī)理是非輻射多極子近場力的相互作用。
　　在MCeO3(M=Sr,Ba)化合物中摻雜Eu3+離子,Eu3+離子容易替代MCeO3晶格中M2+離子的位置。在MCeO3:Eu3+樣

3、品中,Eu3+的發(fā)射主要來自于5D0激發(fā)態(tài)能級,其中以磁偶極躍遷5D0-7F1發(fā)射強(qiáng)度為最大;此外樣品中還存在著較高的5D1激發(fā)態(tài)能級的輻射躍遷。SrCeO3:Eu3+樣品的發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于BaCeO3:Eu3+樣品。Eu3+摻雜的SrCeO3和BaCeO3樣品在紫外波段存在著非常寬的吸收帶,峰值分別位于311nm和320nm左右,它們屬于Ce4+-O2-的電荷遷移帶,SrCeO3和BaCeO3基質(zhì)與Eu3+離子之間存在著能量轉(zhuǎn)移。

4、>　　對于CaCO3和SnO2(2:1)混和粉料,在1250℃進(jìn)行固相反應(yīng)時將優(yōu)先反應(yīng)生成不穩(wěn)定的中間相CaSnO3,該相再與CaO繼續(xù)反應(yīng)生成最后穩(wěn)定的目標(biāo)相Ca2SnO4。Ca2-xEuxSnO4樣品在240~360nm范圍內(nèi)存在著 Eu3+-O2-電荷遷移吸收帶,隨著 Eu3+摻雜濃度(x=0.01~0.15)的增加,吸收帶峰位從274nm紅移至292nm附近。Ca2SnO4:Eu3+發(fā)光體的發(fā)射以電偶極躍遷5D0-7F2為主導(dǎo)地

5、位,在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生非常強(qiáng)的紅光發(fā)射。在Ca2SnO4基質(zhì)中,Eu3+離子的多聲子弛豫過程幾率較小,當(dāng) Eu3+摻雜濃度較低時,可以觀察到來自于 Eu3+較高激發(fā)態(tài)能級5D2和5D1上的輻射躍遷。Eu3+離子在同構(gòu)的Ca2SnO4和Sr2CeO4基質(zhì)中的發(fā)射光譜形狀類似,但Ca2SnO4:Eu3+的紅光發(fā)射強(qiáng)度遠(yuǎn)大于Sr2CeO4:Eu3+。
　　在Ca2SnO4一維結(jié)構(gòu)基質(zhì)中摻雜Ce4+離子,合成了一種新型的藍(lán)色發(fā)光材料。在C

6、a2SnO4晶格中摻雜的Ce4+離子占據(jù)Sn4+離子的位置。Ca2Sn1-xCexO4的激發(fā)和發(fā)射光譜均為寬帶,峰值分別位于268nm和442nm附近。Ca2Sn1-xCexO4的熒光衰減時間長達(dá)83μs,其發(fā)光來源于Ce4+-O2-的電荷遷移躍遷。Sr2CeO4是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的唯一的Ce4+離子發(fā)光化合物,Ca2Sn1-xCexO4的激發(fā)和發(fā)射與Sr2CeO4的結(jié)果相比產(chǎn)生明顯的藍(lán)移。更為有趣的是,Ce4+摻雜濃度很小的Ca2Sn1