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铽激活碱土硼硅酸盐玻璃的长余辉发光性质_赵建军

长余辉发光材料

第25卷 第6期2004年12月

发 光 学 报

CHINESEJOURNALOFLUMINESCENCE

Vol125No16Dec.,2004

文章编号:1000-7032(2004)06-0655-06

铽激活碱土硼硅酸盐玻璃的长余辉发光性质

赵建军1,李成宇1,王淑彬1,苏 锵1,2*

(1.中国科学院长春应用化学研究所稀土化学与物理重点实验室,吉林长春 130022;2.中山大学化学与化工学院光电子材料与技术国家重点实验室,广东广州 510275)

摘要:首次报道了一种新型的长余辉发光材料,即Tb3+激活的钡硼硅长余辉发光玻璃。经254nm的紫外灯

(辐照度为4.07mW/cm2)照射30min后,该玻璃发出明亮的绿色长余辉,其余辉在黑暗中持续8h以上仍肉眼可辨。比较样品的余辉光谱和荧光发射光谱,发现两者的峰形、峰位基本相同,说明玻璃样品的绿色余辉发射中心,来自于Tb3+的特征发射。余辉发射的峰值波长位于543nm,对应于Tb3+的5D4y7F5跃迁。我们通过吸收光谱、荧光的激发和发射光谱、余辉衰减曲线、余辉发射光谱及热释光谱等表征方法,系统地对这种玻璃材料的荧光和长余辉发光性质进行了研究,并讨论了可能的长余辉发光的机理。关 键 词:长余辉;玻璃;铽离子;陷阱中图分类号:O482.31 文献标识码:A

1 引 言

20世纪90年代中期,新型碱土铝酸盐长余辉材料SrAl2O4BEu2+,Dy3+

[1]

2 实 验

2.1 40BaO-10B2O3-50SiO2BTb2O3玻璃的制备

摩尔组成为40BaO-10B2O3-50SiO2B0.2Tb2O3

(简写为BBST)玻璃的制备方法:将分析纯的BaCO3,H3BO3,SiO2和Tb4O7(99.99%)按化学计量比准确称量,研磨混匀后置于氧化铝坩埚中,在空气气氛下,在高温电炉中于1400e灼烧1h。随后将玻璃液倾倒在预热的钢制模具内,在600e退火1h,于退火炉中缓慢冷却至室温,得到无色透

明的玻璃。所得玻璃经切割、抛光后,进行各项光谱测量。2.2 性能测量

1.红外光谱测试所用仪器为BIO-RADFT5135型傅里叶变换红外光谱仪,KBr压片。

2.紫外可见吸收光谱由Cary500ScanUV-Vis-NIR光谱仪测定。

3.样品的激发和发射光谱、余辉发射光谱及余辉衰减曲线使用HitachiF-4500荧光光谱仪测定。激发和发射光谱测试使用光谱仪自带的激发源为150W的Xe灯,余辉发射光谱及余辉衰减曲线是在样品经峰值波长为254nm的紫外灯(辐照度为4.07mW/cm2)照射5min后(光谱仪激发源

的出现,引起了人们

的极大兴趣。与传统的硫化物体系(如ZnSBCu,Co等)相比,这种材料的余辉亮度更高,余辉时间更长,且没有放射性。与多晶粉末材料相比,玻璃具有可制成多种形状的优点,如大块的平板或光学纤维等。另外稀土掺杂的玻璃也广泛地用于制造光学放大器,光纤通讯和激光装置等

[2]

。因此,

对长余辉玻璃材料的研究,不仅可以拓宽长余辉材料的应用范围,而且对探寻新型的光电材料和光学存储装置的研究也很有意义[3,4]。国内外对长余辉发光玻璃已经有一些报道

[5~9]

首次报道了一种新型的长余辉发光材料,即Tb3+激活的钡硼硅酸盐玻璃的合成和长余辉现象。该玻璃在波长为254nm的紫外灯照射后,发出绿色长余辉发光,余辉持续时间可长达8h。我们通过吸收光谱,荧光的激发和发射光谱,余辉衰减,余辉的发射光谱及热释发光光谱等多种表征方法,系统地对这种玻璃材料的荧光和长余辉发光性质进行了研究,并探讨了可能的长余辉发光的机理。

收稿日期:基金项目:作者简介: 2004-03-02;修订日期:2004-05-20

国家重点基础研究规划资助项目(G1998061312)

赵建军(1979-),男,内蒙古包头人,硕士研究生,主要从事稀土长余辉发光材料的研究。,s(

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