稀土、過渡金屬元素摻雜的釓鋁石榴石材料的制備與發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、廣東工業(yè)大學博士學位論文稀土、過渡金屬元素摻雜的釓鋁石榴石材料的制備與發(fā)光性質(zhì)研究姓名：牟中飛申請學位級別：博士專業(yè)：應(yīng)用化學指導(dǎo)教師：胡義華20111206廣東工業(yè)大學博士學位論文導(dǎo)致樣品在紫外激發(fā)下的長余輝發(fā)光。2、基質(zhì)替代對于YAG的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)的影響采用兩種替代方式逐漸替代YAG基質(zhì)中的陽離子，研究了基質(zhì)替代對于YAG：Ce”發(fā)光性質(zhì)的影響。兩種基質(zhì)替代方式其一是用Dy3替代Y3，其二是用Ca2和Si4分別去替代r和舢”。第一

2、種替代方式：瞞：Dy3含量的不斷增加，De離子逐漸全部替代了Y295A15012：ce3o05中Y3的位置，表I韭JYAG和DyAG者之間可以形成完全互溶固溶體。在加入Dy3時，樣品的晶格逐漸發(fā)生膨脹，但保持原有的石榴石結(jié)構(gòu)不變，其膨脹量與Dy3含量成線性關(guān)系。樣品的發(fā)射光譜均為寬帶發(fā)射譜，隨著Dy3含量的不斷增加，樣品發(fā)射峰位發(fā)生紅移，紅移量也與Dy3含量成線性關(guān)系。全部樣品在紫外激發(fā)下都具有黃色長余輝現(xiàn)象，余輝時間最長達35min，

3、樣品的余輝時間隨著Dy3含量的增加而減小。經(jīng)過熱釋光譜測量和計算，樣品在紫外光照射下熱釋光譜上可見兩個發(fā)射峰，低溫峰位置隨Dy3含量的增加移向較低的溫度，表明低溫峰所代表的陷阱深度逐漸減小，有利于室溫下陷俘電子的逃逸。樣品在紫外激發(fā)下強的熱釋光效率，表明其在紫外輻射劑量測試方面有潛在的應(yīng)用價值。第二種替代方式：隨著Ca2和Si4的共替代量的不斷增加，Ca2和Si4分別逐漸替代YY295A15012：Ce3o05中Y3和燦3的位置，樣品的

4、晶格逐漸發(fā)生收縮，但保持原有的石榴石結(jié)構(gòu)不變，其收縮量與共替代量成線性關(guān)系。樣品的發(fā)射光譜均為寬帶發(fā)射譜，隨著共替代量的不斷增加，樣品發(fā)射峰位發(fā)生藍移，藍移量也與共替代量成線性關(guān)系。3、其它稀土和過渡金屬離子在YAG中的發(fā)光性質(zhì)Si4被選作電荷和體積補償劑與hall2共摻雜到Y(jié)AG中，避免了電荷失衡問題，增大了Mn2在YAG中的摻雜量，從而研究了Mn2在YAG中的發(fā)光特性。根據(jù)引入的各離子半徑，我們設(shè)計了兩種替代方案，其一是Mn2和Si

5、4分別替代Y3和舢3；其二是Mn2和Si4共同替代心。樣品的x射線衍射分析(XRD)表明，這樣的兩種替代方案均是可行的。兩種替代方案中，Mn2的摻雜量分別可以達到30和40m01％。在第一種替代中，由于摻入的兩種離子均比替代的兩種離子小，替代使基質(zhì)YAG的晶格常數(shù)縮小，但在一定的限度(30m01％)內(nèi)并不改變原有的石榴石結(jié)構(gòu)。樣品的激發(fā)和發(fā)射光譜分析表明樣品在紫外光和藍紫光的激發(fā)下可以寬帶發(fā)射峰值波長位于580592nm的橙色熒光，其發(fā)