Ce3+调控YPO4:Tb3+微球发光及Ce3+与Tb3+能量传递的研究

该研究论文发表在2012年的《中国有色金属学报》上，标题为"Ce3+对YPO4:Tb3+, Ce3+微米球的发光调制及Tb3+与Ce3+间的能量传递"，作者是高永毅、占世平和钟慧，分别来自湖南科技大学物理与电子科学学院和机电学院。研究团队利用尿素作为螯合剂和十二烷基硫酸钠（K12）作为表面活性剂，通过水热法成功合成出了YPO4:Tb3+和Ce3+的微米球。 论文的核心内容集中在对这些微米球的深入分析上。首先，研究人员运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术，对微米球的形貌和相结构进行了细致的研究，发现它们具有规则的荧光颗粒形态，并且呈现出纯净的四方相结构。这表明合成的材料具有良好的结晶度和有序性，这对于其光学性能至关重要。 接着，他们关注了掺杂Ce3+离子后微米球的光学特性变化。研究发现，共掺杂Ce3+离子显著地影响了微米球的发光特性，特别是增强了544nm的绿色光发射强度，这是通过调控荧光量子效率或者能量转移过程实现的。这意味着Ce3+可能作为有效的能源供体，促进了Tb3+的荧光发射。 进一步，论文通过对荧光衰减曲线的分析，进行了双参数拟合，这一方法证实了Ce3+与Tb3+之间存在能量传递现象。这种能量传递可能是通过交叉弛豫（cross-relaxation）机制发生的，即Ce3+的能量在激发态时部分转移到Tb3+，从而增强了后者在特定波长下的发射。 这项研究不仅揭示了Ce3+对YPO4:Tb3+荧光性能的调节作用，还提供了关于稀土离子间能量传递机制的新见解，这对于理解和优化荧光材料的设计以及开发新型光电器件具有重要意义。这项工作对于理解纳米尺度上复杂多相系统中的光学行为以及探索新型高效荧光材料具有重要的理论价值和实践指导意义。