中国计量大学 光学与电子科技学院，光电材料与器件研究院，浙江省稀土光电材料与器件重点实验室，浙江 杭州 310018
通过传统的熔融淬火技术以及后续热处理法制备了Tm3+/Yb3+共掺含LaF3纳米晶锗酸盐微晶玻璃。通过DTA和XRD研究其热性质和LaF3纳米晶的可控析出。通过透过光谱和上转换发光光谱研究了玻璃的光学性能。利用荧光强度比（FIR）技术研究了微晶玻璃样品在980 nm激光激发下的上转换发光光谱与温度的依赖关系。研究发现，该微晶玻璃样品在313~573 K温度范围内的最大绝对灵敏度Sa和最大相对灵敏度Sr分别为2.6×10-4 K-1（573 K）和2.3×10-2 K-1（313 K）。结果表明，Tm3+/Yb3+共掺含LaF3纳米晶锗酸盐微晶玻璃在温度传感领域具有潜在的应用前景。
锗酸盐玻璃 微晶玻璃 Tm3+/Yb3+ 温度传感 germanate glass glass ceramics Tm3+/Yb3+ temperature sensing
1 中国计量大学 材料与化学学院, 江 杭州 310018
2 中国计量大学 光电材料与器件研究院, 浙江 杭州 310018
3 中国计量大学 光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
4 Laboratory of Glasses and Ceramics, Univ Rennes, CNRS, ISCR(Institut des Sciences Chimiques de Rennes) UMR CNRS 6226, University of Rennes 1, Rennes 35042, France
通过熔融淬火和后续热处理, 成功制备了Tb3+掺杂含LaF3纳米晶透明锗酸盐微晶玻璃。详细研究了所制备的玻璃和微晶玻璃的发光性质。X射线衍射结果表明, 玻璃基体中析出的晶相为纯LaF3晶体, 晶粒尺寸在16～21 nm之间。在377 nm紫外光和X射线激发下, Tb3+掺杂含LaF3纳米晶的微晶玻璃比Tb3+掺杂的锗酸盐玻璃表现出更强的绿光发射, 且绿光发射强度随热处理温度升高和时间的延长而增强。微晶玻璃在X射线激发下的最大积分发光强度约为商用闪烁晶体Bi4Ge3O12的40.3%。本研究表明, 掺Tb3+含LaF3纳米晶锗酸盐微晶玻璃在X射线探测中具有潜在的应用前景。
发光 锗酸盐玻璃 微晶玻璃 玻璃闪烁体 luminescence Tb3+ Tb3+ germanate glass glass ceramics glass scintillator
中国计量大学 光学与电子科技学院, 光电材料与器件研究院, 浙江省稀土光电材料与器件重点实验室, 浙江 杭州 310018
通过高温熔融淬冷法制备了Eu3+掺杂锗酸盐玻璃, 测试了393 nm光激发下不同Eu3+掺杂浓度锗酸盐玻璃的发光性质, 结果表明Eu3+的最佳掺杂浓度为4%。对4% Eu3+掺杂锗酸盐玻璃进行热处理得到Eu3+掺杂含CaF2纳米晶的透明锗酸盐微晶玻璃。微晶玻璃的XRD结果表明, 玻璃中析出相为纯的立方相CaF2, 不含其他杂相, 其晶粒尺寸约为13～19 nm。在393 nm紫外光激发下, 微晶玻璃的发光强度随着热处理温度与热处理时间的增加而显著增强。同时, 与基础玻璃相比, 微晶玻璃在X射线激发下红光也得到显著增强。结果表明, Eu3+掺杂含CaF2纳米晶锗酸盐微晶玻璃在X射线探测领域具有潜在的应用前景。
闪烁玻璃 锗酸盐玻璃 微晶玻璃 scintillating glass Eu3+ Eu3+ germanate glass glass ceramic
Author Affiliations
Abstract
College of Materials Science and Engineering, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
Ho3+/Yb3+: BaMoO4 phosphors with different concentrations were fabricated by a gel combustion method. The upconversion (UC) luminescence, intrinsic optical bistability, and the corresponding mechanisms were reported for the present system. The optical thermometric properties based on red (5F5→5I8) and green (5F4/5S2→5I8) emissions were studied. The sensing sensitivities could be tuned by manipulating the cooperative energy transfer process. The highest absolute sensitivity was 99 × 10 4 K 1 at 573 K, which is larger than that of many previous UC materials.
160.5690 Rare-earth-doped materials 120.6780 Temperature 280.4788 Optical sensing and sensors Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 111601
中国计量大学 材料科学与工程学院, 浙江 杭州310018
采用高温熔融法制备了Tb3+掺杂高密度锗酸盐玻璃。分别测试了该玻璃的透过光谱、密度、荧光光谱、荧光寿命及X射线激发发光光谱, 揭示了该玻璃的物理化学性质和发光性质。透过光谱表明该玻璃具有良好的可见光透过率。高含量的Lu2O3和Gd2O3使得玻璃的密度高达6.4 g/cm3。该玻璃在377 nm光和X射线激发下发出强的绿光。544 nm发光的荧光寿命为1.325 ～1.836 ms。研究结果表明, Tb3+掺杂高密度锗酸盐玻璃是一种可用于慢速事件X射线探测器的候选闪烁材料。
高密度 闪烁玻璃 发光性质 high density Tb3+ Tb3+ scintillating glasses luminescence properties
中国计量大学 材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310018
通过高温熔融法和后续热处理制得Tb3+掺杂含SrF2纳米晶的透明硅酸盐微晶玻璃。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见透过光谱、荧光光谱、荧光寿命和X射线激发发光光谱(XEL)探讨了基础玻璃和微晶玻璃的结构和光谱特性。XRD结果表明, 玻璃中析出晶体为SrF2纳米晶, 衍射峰随着热处理温度的升高和时间的延长而逐渐明显, 晶粒也随热处理温度的升高和时间的延长越来越大。在376 nm紫外光和X射线激发下, 与基础玻璃相比, 微晶玻璃发光显著增强, 且发光强度随热处理温度的升高和时间的延长而逐渐增强。
SrF2纳米晶 微晶玻璃 光谱性质 Tb3+ Tb3+ SrF2 nanocrystal glass ceramic spectroscopic property
中国计量学院 材料科学与工程学院, 浙江 杭州310018
采用高温熔融法和热处理工艺制备得到透明的Er3+/Yb3+共掺杂氧氟微晶玻璃。XRD结果证实析出的纳米晶相为BaYF5。在980 nm激发下, 观察到强的绿光发射, 源于Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的上转换发光。根据荧光强度比(FIR)的方法研究了微晶玻璃上转换荧光的温度传感特性, 其最大灵敏度在523 K时为0.003 4 K-1, 表明Er3+/Yb3+共掺氧氟硼硅酸盐微晶玻璃上转换发光在高精度温度传感器方面具有一定的应用前景。
上转换荧光 Er3+离子 氧氟微晶玻璃 温度传感 upconversion luminescence Er3+ oxyfluoride glass ceramic temperature sensor
中国计量学院 材料科学与工程学院, 浙江 杭州310018
采用油酸辅助的水热法制备了Er3+/Yb3+共掺NaYF4微晶, 通过在反应体系中引入Zr4+离子, 实现了NaYF4微晶的晶相控制和上转换发光增强。X-射线衍射和扫描电镜结果表明: Zr4+离子的引入能够明显加快立方相α-NaYF4向六方相β-NaYF4的相转变过程。当Zr4+离子的引入摩尔分数为5%时, 获得了纯的六方相β-NaYF4微晶。 Er3+/Yb3+共掺NaYF4微晶在980 nm激光泵浦下, 观察到强的上转换绿光和红光发射, 且上转换发光强度随着Zr4+离子添加量的增加逐渐增大。
光学材料 上转换发光 Zr4+掺杂 optical materials upconversion luminescence Zr4+ impurity doping
1 中国计量学院 材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310018
2 浙江科技学院 机械与自动化工程学院, 浙江 杭州 310012
采用高温固相法和筛分法合成了YAG∶Ce3+系列黄色荧光粉。采用X射线衍射仪(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、激光粒度分布仪及荧光分光光度计对所制备样品进行了表征。结果表明: 所得3种样品形貌规则成球形, 粒度分布集中, 其中心粒径(D50)分别为29.59, 17.40, 9.56 μm, 粒径分布离散度分别为0.85, 0.80和0.87。通过Reitveld精修拟合发现, 随着荧光粉粒径大小的变化, 基质的晶格常数并未发生明显变化。随着中心粒径(D50)逐渐变小, 其荧光发射强度逐渐降低, 且发生明显的蓝移, 同时对蓝光的吸收逐渐减弱。通过对荧光粉与蓝光芯片配合所得白光LED的发光效率、显色指数及色温进行测试发现, 当使用相同粉胶比浓度、相同点胶量时, 随着荧光粉粒径的减小, 所得白光LED的流明效率从109.95 lm/W降低到了99.85 lm/W, 而显色指数和色温同时升高。
荧光粉 光学性能 粒径 白光LED phosphors optical properties particle size white LEDs
中国计量学院 材料科学与工程学院, 浙江 杭州 310018
采用高温熔融法和热处理工艺制作了含有GdF3纳米晶的氧氟微晶玻璃。在386 nm激发下, Dy3+掺杂氧氟微晶玻璃的发光强度明显增强, 且蓝光对黄光的发光强度比逐渐增大, 表明Dy3+已进入到GdF3纳米晶中。在980 nm激光器泵浦下, Er3+, Yb3+共掺氧氟微晶玻璃的上转换发光随着热处理温度的升高明显增强, Er3+的上转换发光出现明显的Stark分裂现象, 这亦说明Er3+已进入到GdF3纳米晶相中。通过研究上转换发光强度与泵浦功率的关系, 确定绿光上转换发光为双光子过程。
微晶玻璃 稀土离子 发光 glass ceramics rare earth ions luminescence
