Mg2+, Ca2+, Ba2+ 离子取代对 SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ 发光材料结构与性能的影响

"Mg2+,Ca2+,Ba2+离子部分取代对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+晶体结构和发光性能的影响的研究文章指出，通过高温固相反应法制备了一类特殊的长余辉发光材料。该材料中，Mg2+, Ca2+, Ba2+离子替代SrAl2O4基质中的Sr2+，但并未改变基质的晶体结构。实验结果显示，这些材料的激发光谱具有宽范围的吸收带，主要在250至450纳米之间，且在特定波长有激发峰。此外，不同离子的取代对发射光谱产生不同影响，Mg2+和Ba2+导致波长蓝移，而Ca2+则引起波长红移。在余辉性能方面，Ca2+取代的材料显示出比Mg2+和Ba2+更长的余辉时间。这些发现对于理解和优化长余辉材料的发光特性和应用具有重要意义。" 文章详细探讨了Mg2+, Ca2+, Ba2+离子在SrAl2O4:Eu2+, Dy3+晶体结构中的部分取代效应。首先，作者采用高温固相反应法合成了一系列样品，这种方法是一种常见的制备无机固体材料的方法，通过在高温下使原料充分反应，形成目标化合物。实验结果表明，尽管Sr离子被部分取代，但SrAl2O4的晶体结构保持稳定，这意味着这种取代方式不会破坏基质的晶体完整性，这对于保持材料的物理和化学稳定性至关重要。 在光谱性质方面，所有样品的激发光谱都显示了一个宽广的吸收带，这表明材料可以有效地吸收较宽范围的光谱能量。激发峰位于266nm, 320nm, 360nm和416nm，这表明材料对紫外光到蓝光区域的响应。然而，Mg2+和Ba2+的取代引起了发射光谱的波长变化，即蓝移，这意味着发光中心的能量有所提高，可能会影响发光颜色。相反，Ca2+的取代导致波长红移，表明能量降低，可能会改变发光颜色偏向红色。这种现象可能是由于不同离子的离子半径和电子配置引起的，它们影响了缺陷能级的位置，从而改变材料的光致发光性能。 在余辉性能上，Ca2+取代的样品表现出更长的余辉时间，这是长余辉材料的重要特性，通常用于需要长时间发光的应用，如应急照明和标志。余辉时间的差异可能是由于不同离子对空穴陷阱态的影响，Ca2+可能创建了更有效的陷阱态，能够更长时间地储存和缓慢释放能量。 该研究揭示了Mg2+, Ca2+, Ba2+离子取代对SrAl2O4:Eu2+, Dy3+发光材料晶体结构和性能的复杂影响，为设计和优化长余辉材料提供了新的见解。未来的研究可能进一步探索如何精确控制这些离子的比例，以实现特定应用所需的最优光谱和余辉特性。同时，这一领域的研究也对于理解和开发新型高性能发光材料具有深远意义。