一種新的紅色長余輝材料：LaAlO3Eu3+

3一種的紅色長余輝材料：LaAlO:Eu3+3LaAl3單摻E3+樣品可以由L23Al(OH)3樣品和E231773K和628nm0的放射光組成，分別是Eu3+離子的5D0到7F15D0

到7F，和5D202

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軌道的躍遷。本質上是一種光致發(fā)光材料，它是一類吸取能量如可見光，紫外光，X-ray等，熱釋光測量證明白LaAlO3：Eu3+樣品中包含5個熱釋峰，對應的陷阱能級大約分別為0.95eV,、0.35eV1.45eV1.17eV和1.48本質上是一種光致發(fā)光材料，它是一類吸取能量如可見光，紫外光，X-ray等，受激停頓后，連續(xù)發(fā)出的光稱為余輝。余輝的持續(xù)時間稱為余輝時間。小于1微微秒~1毫秒~11應用于醫(yī)學領域的奇特前景，加大了人們對于紅色長余輝的爭論力度。人類爭論長余輝物質約有1000余年的歷史。1866年，法國的Sidot首先制備了ZnS：Cu20世紀初長余輝20世紀90玻璃等。Matsuzawa覺察的SrAl2O4:Eu2+,Dy3+Y2O3：Eu3+，Dy3+的Mg2SiO4：Dy3+，Mn2+紅色長余離子作為陷阱中心。光材料上用于放射紅光〔Eu3+〕和藍光〔Eu2+〕。然而近紫外激發(fā)光對不同的晶移的效率，提高長余輝材料的性能。最近，Eu3+摻雜的晶體和玻璃被多個爭論小[1]、氧化物[2]、硅酸鹽[3]、磷酸鹽[4]、硫酸鹽[6]等體系中摻雜了Eu3+鋁酸鑭〔LaAlO3〕由于其大于5eV的電子帶隙，和高達2100oC[7]的熱穩(wěn)定性使其擁有作為良好基質的力量。鋁酸鑭可以用最常用的固相法在1500到1700oC[8,9,10]下由氧化鋁和氧化鑭制得。Dere[11,12]Krupa[13]在最近的幾年Hreniak[14]Eu3+離子在LaAlO3基質中熒光衰減的發(fā)光機理。最近LaAlO3的帶狀Eu2+離子放射和線性Eu3+離子放射的混合放射光譜已在近期由Mao報道。然而承受高溫固相法獲得的LaAlO3摻Eu3+的長余輝特性并沒有被報道過。2樣品的獲得LaAlO3:Eu3+樣品粉末是以分析純的La2O3和Al(OH)3以及純度為99%的Eu2O3Eu3+離子分別以0.05,0.1,0.3,0.6和0.9mol%的比例替代La3+摻雜到LaAlO3熱4小時。焙燒得的樣品在室溫下冷卻后，再次研磨成粉末，以作后續(xù)的應用。樣品的測量光的光譜由FLS-920T型光譜儀(EdinburghInstrumentsLtd,Edinburgh,U.K.)在的氙燈Xe900作為光源照耀下記錄。余輝衰減曲線由一臺PR305余輝測試儀(ZhejiangUniversitySensingInstrumentCo.Ltd.,Hangzhou,China)測得。熱釋曲線由一臺FJ-417A熱釋測試儀(BeijingNuclearInstrumentFactory,Beijing,China)測254nm的近紫外光燈下照耀然后以1K每秒的速度加熱到673K。除了熱釋光測量外，全部的測試都是在室溫下進展的。3X射線衍射分析顯的影響到LaAlO3晶體的構造。實際上，全部觀測到的衍射峰都能很好的與JCPDS標準卡片號為85-1071LaAlO3晶體單相符合。它說明白試驗所獲得的LaAlO3Eu3+離子的摻雜并沒有對樣品的XRD圖譜有明顯的影響。圖1 0.5mol%Eu3+:LaAlO圖3

樣品的xrd衍射圖.晶體構造3LaAlOAl3+La3+Diamond333軟件合成。LaAlOR3MR3.789?。在3晶體中，Al3+6的八面體，而La3+離子組成的是配位數(shù)為9 的非對稱多面體?？紤]到 Eu3+離子的半徑〔0.0947nm〕與La3+離子半徑〔0.1332nm〕相近，所以Eu3+離子取代的是La3+離子的格位。Eu3+離子的取代并3LaAlO晶體構造產(chǎn)生較大的影響。33圖2 La3+離子在LaAlO3

晶體中的構造圖光致發(fā)光與長余輝放射光譜圖3表現(xiàn)了隨著Eu3+3強度漸漸增大。在254nm紫外燈光源的照耀下，0.6%molEu3+-摻雜的LaAlO樣3→380450nm380500nm相對離子的電子躍遷導致，而后者則是直接Eu3+f-f592nm，610nm，628nm的激發(fā)峰→0分別對應于Eu3+離子的5D0

7F 5D→1 →

7F 5D→2 →

7F軌道的躍遷。圖5是不3同摻雜濃度Eu3+些較弱的峰組成。對于熒光的爭論說明，592nm和610nm的放射峰分別為磁偶33Eu3+LaAlO3

樣品中取代的互為3592nm610nm放射峰的比例來確定Eu3+在LaAlO晶體中取代格位的對稱性。圖中顯示由磁偶極躍遷導致592nm的放射峰總是比610nm電偶極躍遷的放射峰要強。3圖3 LaAlO3

:xmol%Eu3+(x=0.05,0.1,0.3,0.6,0.9)樣品的激發(fā)光譜圖.圖4 LaAlO:xmol%Eu3+(x=0.05,0.1,0.3,0.6,0.9)樣品的放射光譜圖3圖5 LaAlO3:xmol%Eu3+(x=0.05,0.1,0.3,0.6,0.9)樣品的余輝放射光譜圖余輝衰減曲線和熱釋光譜特性0.32mcd/m2LaAlO3:0.9mol%Eu3+樣品三個過程。擬合函數(shù)如下：I=I0+I1*exp(-t1/τ1)+I2*exp(-t2/τ2)+I3*exp(-t3/τ3).I01231,，6說明不同摻雜濃度的樣品有不同的余輝衰減7所示一樣，三階指數(shù)函數(shù)照舊LaAlO3:Eu3+樣品中不同陷阱的能級。36LaAlO:xmol%Eu3+(x=0.05,0.1,0.3,0.6,0.9)樣品在近紫外光源移除后以Eu3+為函3數(shù)的光譜圖圖7 LaAlO3:0.6mol%Eu3+樣品余輝衰減曲線和它的指數(shù)擬合曲線890.6%Eu3+LaAlO3樣品的熱釋光曲線以及它的高斯曲線擬9所示，LaAlO3:Eu3+樣品的熱釋光曲線是一個和陷阱深度有關的多峰簡單曲線。我們將重疊的熱釋光曲線擬合成五個高斯峰，峰值分別在322K(T1),380K(T2),402K(T3),449K(T4)和490K(T5)。對于長余輝材料來說，影總的來說，熱釋光曲線峰的溫度越高，則陷阱的能級越高。不同能級的陷阱在LaAlO3:Eu3+樣品中有不同的影響。以上爭論說明白樣品中至少有五種不同深度的陷阱，而且陷阱的能級可以用以下方程計算獲得[15]：E=(ckT2/w)-2kTm m其中k為玻爾茲曼常數(shù)〔1.3880622*10-23〕；c=2.52+10.2μg-0.42)，w=T2T1μg+T2-Tm)/(T2-T1)。Tm是和熱釋光曲線峰值有關的溫度。‘T2T1’分別是熱釋峰的半寬高。陷阱的有關參數(shù)經(jīng)過上式計算并列在表11顯示樣品中的陷阱能級分別為0.95eV(322K),0.35eV(380K),1.45eV(402K),1.17eV(449K)和1.48eV(475K)。TLcomponentsT/Kmw/KE/eVP1322TLcomponentsT/Kmw/KE/eVP1322310.95P2380560.35P3402291.45P4449451.17P5490441.481LaAlO3:0.6mol%Eu3+樣品中陷阱能級3圖8 LaAlO:xmol%Eu3+(x=0.05,0.1,0.3,0.6,0.9)樣品在近紫外光源激發(fā)15分鐘后的熱3釋光譜圖圖9 LaAlO3:0.6mol%Eu3+樣品的熱釋曲線圖10 LaAlO3:0.6mol%Eu3+s樣品在近紫外光源激發(fā)15分鐘后間隔不同時間后的熱釋光譜100.6%Eu3+10機制原理LaAlO3:Eu3+樣品的機制圖〔圖11〕。當LaAlO3:Eu3+樣品在254nm紫外燈的照耀后，電子首先從5D0基態(tài)被激發(fā)到激發(fā)態(tài)(7F17F27F3)Eu3+離子的激發(fā)能級與LaAlO3的電子導帶〔或釋放〕能量，使其從導帶到電子陷阱，電子陷阱到電子陷阱之間不然后重躍遷回基態(tài)并放射相應波長的光，形成余輝現(xiàn)象。3圖11 LaAlO:Eu3+樣品的發(fā)光機制圖34我們承受傳統(tǒng)的高溫固相法獲得一種的長余輝材料：LaAlO3:Eu3+。在這LaAlO3Eu3+離子在晶格中取代La3+離子的結論。然后對摻雜不同濃度的Eu3+離子樣品的熒光光譜特性和余輝光譜，余輝時間和熱釋性能進展系統(tǒng)的分