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硅酸盐学报2024年第12期:Ce~(3+)、Cr~(3+)掺杂宽带近红外发光材料Y_2CaAl_4SiO_(12)的发光性能以及能量传递

来源:期刊VIP网 时间:


作者:米晓云;刘宇洁;汪德岩;董雅玲;刘秀玲;王艳平;

单位:长春理工大学重庆研究院;长春理工大学材料科学与工程学院;

摘要:发射波长范围在700~1100 nm的近红外发光因其可在无损检测、生物识别、夜视等领域发挥重要作用而倍受到关注。采用高温固相法合成了Cr~(3+)单掺以及Ce~(3+)、Cr~(3+)共掺的Y_2CaAl_4SiO_(12)发光材料。在438 nm光激发下,Cr~(3+)可以产生位于740 nm的近红外宽带发射以及690 nm的R线窄带发射。测量出单掺Cr~(3+)的量子效率为24%,且通过激发光谱分析计算得出晶体场强度为2.429。通过变温光谱分析Y_2CaAl_4SiO_(12):Cr~(3+)的热稳定性,在150℃的发光强度可以达到初始强度的77.6%。在此基础上制备Y_2Ca Al_4SiO_(12):Ce~(3+),Cr~(3+)发光材料,存在Ce~(3+)到Cr~(3+)的能量传递,其能量传递机制为四极–四极作用,且Y_2CaAl_4SiO_(12):0.005Ce~(3+),0.007Cr~(3+)的发光强度约为单掺Cr~(3+)样品的3倍,同时测出共掺样品的量子效率为45%。

关键词:铬离子;石榴石;近红外发光;能量传递

基金资助:重庆市自然科学基金面上项目(cstc2021jcyj-msxmX1001,cstc2021jcyj-msxmX0936,cstc2021jcyj-msxmX0930)