Nyligen har Institutionen för avancerade laser och optoelektroniska funktionella material vid Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM) vid den kinesiska vetenskapsakademin (CAS) undersökt mekanismen för luminescensspektrala förändringar av Eu2+ i bariumborat glas genom elektronparamagnetisk resonans (EPR), och de relaterade forskningsresultaten sammanfattas i artikeln "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in barium borate glass". Forskningsresultaten publicerades i Ceramics?International under titeln "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in oxyfluoride barium borate glasses".
Alkalimetallboratglas används ofta som självlysande substratglas för sällsynta jordartsmetalljoner på grund av deras höga transparens och goda sällsynta jordartsmetaller. Eu2+ är en vanlig självlysande jordartsmetalljon, och den är vanligtvis dopad som en aktivatorjon i substratmaterial som glas och fosfor. 5d-energinivån i det yttre lagret av Eu2+ är känslig för påverkan från den yttre miljön för att producera en energinivådelning, vilket leder till en luminescensvåglängdsgenerering av 5d{ {4}}f hopp av Eu2+. hopp av luminescensvåglängdsförskjutningen. Som ett resultat kan Eu2+ avge ljus som sträcker sig från violett till rött beroende på substratmaterialet, vilket gör Eu2+-dopade material mycket mångsidiga.
Det elektronparamagnetiska resonansspektrumet (EPR) för Eu2+ kännetecknas av ett "U"-format spektrum, så EPR kan användas för att detektera närvaron av Eu2+ och miljön i koordinationsfältet runt Eu2+. I denna studie analyserades effekten av glaskomponenter på ligandfältstyrkan kring Eu2+ genom att undersöka förändringarna av de karakteristiska EPR-signaltopparna för Eu2+ i bariumboratglasprover.
Det Eu2+-dopade bariumboratglaset framställdes under CO-atmosfär och mekanismen för Eu2+-fluorescensspektralförändring undersöktes. Det har visat sig att ökningen av bariumhalten i glaset leder till en ökning av intensiteten av koordinationsfältet runt Eu2+-jonerna och ökningen av 5d-energinivådelningen av Eu2+, vilket orsakar rödförskjutning av emissionsspektra. Införandet av fluor i glaset orsakar en minskning av styrkan hos koordinationsfältet runt Eu2+-jonen, vilket undertrycker den röda förskjutningen av emissionsspektrumet. Samtidigt har det visat sig att ökningen av Eu2+-koncentrationen också orsakar en rödförskjutning av emissionsspektrumet, vilket tillskrivs effekten av elektronmolnets expansion i 5d-energinivån, vilket leder till en nedåtgående förskjutning av centrum av 5d energinivån. Denna studie förklarar systematiskt de två mekanismerna som orsakar våglängdsförändringen av Eu2+-luminescens, och finner att fluoridjoner kan förse luminescenscentret med en lågfälts-nära granne-koordinationsmiljö, baserat på vilken studien kan vägleda justering av luminescensfärgen för Eu2+-dopat glas, fosfor och andra material.
Den relaterade forskningen stöddes av National Natural Science Foundation of China.
Fig. 1 (a) Schematisk rödförskjutning av emissionsspektra för BOxE10- och (b) BFxE10-glasprover
Fig. 2 Rödförskjutna schematiska diagram av emissionsspektra för BO20Ey- och BF20Ey-glasprover
