稀土磷酸盐微晶玻璃的制备及荧光性质
稀土离子掺杂的微晶玻璃具有受激发射截面大、荧光寿命长和稀土溶解度高等优点，这些优点使其在激光器、闪烁体、光纤放大器和白光LED等领域有潜在的应用前景，因此得到了较为广泛地研究。本文工作内容如下:
1、采用传统的熔融淬冷法和热处理首次制备了Eu掺杂的YPO4微晶玻璃，其玻璃组分是43 SiO2-22Al2O3-18Na2CO3-3NaF-10YF3-4P2O5。用XRD、TEM、激发和发射光谱、吸收光谱和荧光衰减曲线研究了YPO4微晶玻璃的微观结构和荧光特性。XRD和TEM结果显示，YPO4纳米颗粒均匀分布在玻璃基质中，颗粒大小约20 nm。在微晶玻璃中，观察到发射峰出现了明显的Stark劈裂、5D0到7F2的电偶极跃迁变弱、Eu3+离子寿命延长，这些结果证明大部分的Eu3+离子进入到了YPO4纳米晶中，而Eu2+离子仍留在玻璃基质中。此外，在微晶玻璃中，还观察到Eu2+的荧光随着析晶温度的升高而增强的现象，这是由于玻璃中氟的蒸发导致了更多的Eu3+离子被还原成Eu2+离子。在365 nm的激发下，结合Eu3+和Eu2+的发射，在微晶玻璃中实现了很强的蓝白光发射。以上结果显示稀土离子掺杂的YPO4微晶玻璃将在光电子领域有潜在的应用前景。
2、通过熔融淬冷法和热处理制备了Eu/Tb单掺和共掺的GdPO4微晶玻璃，其玻璃组分是43SiO2-22Al2O3-18Na2CO3-3NaF-10GdF3-4P2O5。用XRD和TEM表征了微晶玻璃的微观结构，结果显示GdPO4纳米晶均匀分布在氟氧化物铝硅酸盐玻璃基质中，其大小约为20～30 nm。通过荧光光谱和荧光衰减曲线证明了Eu3+离子和Tb+离子都进入了GdPO4纳米晶中且存在从Tb3+到Eu3+的能量传递。在350 nm的激发下，在Eu/Tb共掺氟氧化物铝硅酸盐普通玻璃和GdPO4微晶玻璃中都实现了白光发射。综上结果表明制备的GdPO4微晶玻璃在照明和光学领域有潜在的应用前景。
微晶玻璃;稀土离子掺杂;熔融淬冷法;微观结构;荧光衰减曲线
浙江师范大学
硕士
凝聚态物理
郭海
2012
中文
TQ171.733;TN104.3
48
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）