Pr3+掺杂氟化物玻璃的光致与闪烁发光特性研究

"掺Pr3+氟化物玻璃发光特性研究" 这篇研究论文详细探讨了Pr3+掺杂的氟化物玻璃的光致发光和闪烁发光性质。研究人员通过熔融法制备了一种50ZrF4-50(BaF2-YF3-AlF3)-xPrF3氟化物玻璃，其中Pr3+是关键的掺杂离子。他们系统地分析了在不同Pr3+浓度下，玻璃样品在可见光和紫外光激发下的发光行为。 在可见光激发下，观察到Pr3+的f → f 跃迁，如3P0 → 3H4、3P0 → 3H6和3P0 → 3F2等，这些跃迁主要集中在可见光谱区域。实验结果显示，最佳的光致发光摩尔分数为0.6%，这意味着在这个浓度下，材料的发光效率最高。然而，随着Pr3+浓度的增加，486纳米波长的荧光寿命显著缩短，从56毫秒降至11毫秒，表现出明显的浓度猝灭效应。这可能是由于Pr3+离子间的相互作用导致能量转移的增加。 在X射线激发条件下，最佳发光摩尔分数上升到1.0%，这表明在高能量激发下，材料的发光性能有所不同。此外，4f → 5d 跃迁在紫外光激发下展现出随着Pr3+浓度增加而增强的趋势。这是因为4f → 5d 跃迁的能量差较大，氟化物玻璃的声子能量相对较低，导致交叉弛豫过程需要更多的声子参与，因此浓度猝灭效应较不明显。 实验还发现，当使用X射线激发时，观察到了强烈的486纳米发射，而没有检测到紫外发光。这可能是因为X射线激发更倾向于激活4f → 5d 跃迁，而不是4f → 4f 跃迁。这些发现对于理解和优化基于Pr3+掺杂的氟化物玻璃的闪烁材料设计具有重要意义，特别是在高能粒子检测、光通信和光学传感器等领域。 关键词：材料科学、闪烁发光、氟化物玻璃、Pr3+ 中图分类号：TQ171.1+2 文献标识码：A DOI：10.3788/AOS201535.0816004 这篇研究不仅揭示了Pr3+掺杂氟化物玻璃的发光机理，也为未来开发高性能的闪烁材料提供了理论基础和实验数据。通过调整掺杂浓度和激发条件，可以进一步优化这些材料的发光性能，以满足特定应用的需求。