热处理和Tb~(3+)掺杂天然方钠石的光致发光特性

热处理和Tb~(3+)掺杂天然方钠石的光致发光特性
研究结合新疆硅酸盐矿物资源极为丰富的地缘优势,用发光学、材料学和矿物学的研究方法,对产自新疆的天然方钠石进行热处理提高发光效率的同时,还掺杂Tb3+离子其独特的光致发光特性其应用进行系统研究。通过X射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)、扫描电子显微镜(SEM)、稳态/瞬态荧光光谱仪、真空紫外-紫外-可见光光谱仪(VUV-UV)、国际照明委员会(CIE)标准度系统等测试手段,揭示新疆方钠石的晶体结构和成分、微量元素种类、发光起因、发光中心种类和能带结构、品等重要的性质,并进一步揭示其发光机理,得到以下成果:一、对产自新疆的天然方钠石进行热处理,研究光致发光特性。
结果表明,天然方钠石在900℃下热处理后,Mn2+取代Na+的位置产生发光中心,表现出归因于Mn2+的强绿荧光,发光强度比未热处理方钠石增强了6.5倍。而在1300℃下热处理样品中,方钠石的晶体结构发生变化,变成另外一种罕见的发光矿物NaAlSiO4(carnegieite)的同时,绿荧光完全消失,Fe3+取代Al3+的位置产生发光中心,表现出来自Fe3+发光中心的强红荧光。
视讯系统
从8.5到300K,绿荧光的荧光寿命值(2.2-2.1ms)几乎独立于测试温度,然而红荧光的荧光寿命值(12.7-5.1ms)依赖于测试温度而明显的变短。测试温度低于77K时,绿荧光光谱产生电子振荡结构。
二、研究了Tb3+掺杂方钠石样品的晶体结构和发光特性。XRD和SEM结果表明:TbF3掺杂方钠石样品在1100℃下加热后,不改变样品的主晶相,不过失去部分NaCl成分,出现霞石(syn. NaAlSiO4)的杂相。
二氧化氯发生器加药样品的晶粒大小约为50nm左右。VUV-UV、荧光寿命与CIE研究表明:方钠石基质吸收带在150和174nm左右,222nm的激发带归属于Tb3+离子自旋允许的4f84f75d1跃迁。
在VUV-UV激发下的发射光谱由Tb3+离子5D3→7FJ(J=6,5,4,3和2)和5D4→7FJ(J=6,5,4和3)跃迁发射的一系列窄带峰组成。对应于Tb3+离子5D3→7FJ(J=6,5,4)跃迁发射的荧光寿命匀为1.2ms、而5D4→7FJ(J=6,5)跃迁发射的荧光寿命分别为2.5和2.8ms。
样品的坐标为(0.287,0.301),相关温为8796K。Tb3+在基质中的浓度猝灭点为1wt%。熬至滴水成珠>武夷菌素
充气模型
本研究得到的发光材料,高亮度、高效率、荧光寿命长、纯度好、环保,因而可以满足显示显像技术,可能作为三基材料中的绿和红成分。为开发和研制新型发光材料提供理论依据和技术指导。

本文发布于:2024-09-22 07:14:26,感谢您对本站的认可!

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