浙江工业大学化学工程学院，浙江 杭州 310014
长余辉发光材料的余辉性能取决于材料内部的陷阱能级，利用不同深度的陷阱对电子或空穴的捕获能力差别，可实现对余辉的调制。热释光对半导体中杂质和晶格缺陷所形成的局域能级非常敏感，是长余辉材料陷阱分布分析中一种有力的工具。通过测量长余辉发光材料的热释光谱，并采用合适的光谱曲线分析方法可以量化分析长余辉发光材料中的陷阱能级的深度和浓度分布等参数。但目前还缺乏一种公认的标准方法来衡量陷阱的深度和浓度等性质。在介绍热释光和热释曲线测定基本原理的基础上，回顾分析了不同动力学模型的峰形特点和适用条件，总结热释曲线的分析方法以及它们在分析长余辉材料陷阱中的应用，重点介绍初始上升法的应用和研究进展。
激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516006
采用自蔓延燃烧法制备了不同Eu3+掺杂浓度的CaGd1-xAlO4∶xEu3+(CGA∶xEu3+)X射线荧光粉材料.当Eu3+掺杂浓度在0~0.150范围时, Eu3+取代了基质中处于无中心反演对称的格位, 使CGA∶xEu3+样品呈现为单一相, 并可观察到红光发射.当x=0.100时, 红光发射强度达到最大.随着Eu3+离子浓度增加, Eu3+离子之间的距离减小, 增大了Eu3+→Eu3+→猝灭中心的能量传递几率, 出现了发光猝灭现象.实验发现, 当Eu3+掺杂浓度为0.003时, 光激励发光强度最大.对CGA∶0.003Eu3+样品进行氮气气氛热处理后, CGA中的OH-离子基团减少, 红光发射的发光强度增强.热释曲线表明CGA∶0.003Eu3+样品中存在两种类型的陷阱, 其陷阱深度分别为0.79 eV和0.93 eV.经氮气热处理后的CGA∶0.003Eu3+样品, 较深陷阱数量显著增多, 光激励发光强度增强, 光存储性能显著提高.随着X射线辐照时间的增加, X射线吸收剂量在0~11.8 Gy范围内大致呈线性增加的趋势.当X射线吸收剂量为1.2 Gy时, 以在氮气气氛下热处理CGA∶0.003Eu3+圆片为成像板, 得到了较高质量X射线红色成像.实验结果表明, Eu3+掺杂的CGA X射线荧光粉材料在以CCD为光探测器的计算机X射线医学成像技术中有潜在的应用前景.
稀土离子 荧光粉 光激励发光 X射线成像 热释发光 Rare earth ion Phosphor Photo-stimulable luminescence X-ray imaging Thermo luminescence
东北师范大学 物理学院, 吉林 长春 130024
采用自蔓延燃烧法制备了不同镨掺杂浓度的12CaO·7Al2O3∶Pr3+(C12A7∶Pr3+)X射线影像存储荧光粉。在232 nm激发下, 发现Pr3+掺杂摩尔分数为0.3%的荧光粉位于486 nm的蓝光发射峰呈现最大的发光强度。对C12A7∶0.3%Pr3+样品进行真空热处理后, C12A7笼中的O2-基团数量减少, 同时类F+色心的空笼子的数量增多, 导致陷阱数目增加和光激励发光强度增大。热释发光实验表明: C12A7∶0.3%Pr3+样品中存在两个深陷阱, 陷阱深度分别约为0.69 eV和0.80 eV; 经过真空热处理后的C12A7∶0.3%Pr3+荧光粉, 陷阱深度变深, 陷阱数目增多, 光存储性能变好。当吸收的X射线剂量为5.2 Gy时, 可以实现分辨率较高的X射线成像。实验结果表明, 镨掺杂C12A7荧光粉在计算机X射线摄影领域有潜在的应用前景。
光致发光 荧光粉 稀土离子 热释发光 photoluminescence phosphor rare earth ion thermoluminescence
1 厦门理工学院 材料科学与工程学院， 福建省功能材料及应用重点实验室， 福建 厦门 361021
2 中国科学院 城市环境研究所， 福建 厦门 361021
采用高温固相法制备了SrLaGa3O7∶xSm3+长余辉材料，通过XRD、荧光光谱、热释光谱分别对样品的结构以及发光性能进行了研究，探究了Sm3+掺杂浓度对样品自身长余辉发光性能的影响。研究结果表明：样品在254 nm紫外光照射后，SrLaGa3O7∶xSm3+在386 nm有明显的长余辉发光，可持续60 min，主要是由于样品中空位引起的发光。随着掺杂Sm3+浓度的增加，样品的发射光谱和余辉强度先增强后减弱，并出现明显的红移现象，这与Sm3+掺杂所造成的空位浓度密切相关。当Sm3+的摩尔分数达到0.5%时，样品在420 nm处展现最佳的长余辉性质。热释光谱表明掺杂后的样品中存在两种不同的陷阱，分别是由氧空位和锶空位引起的，这两种陷阱不仅影响样品的发光强度，而且充当俘获中心从而影响样品的余辉性能。
长余辉性能 光致发光 热释发光 陷阱能级 SrLaGa3O7∶Sm3+ SrLaGa3O7∶Sm3+ long afterglow properties photoluminescence thermoluminescence traps
BaFBr:Eu2+是利用色心存储电子-空穴对并用可见光激励读出存储信息(产生Eu2+的4f65d→4f7的跃迁)的优良的光激励发光材料.通过热释发光技术研究了BaFBr:Eu2+的热激活行为,对其低温段和高温段的热释发光峰分别进行了归属.通过对BaFBr:Eu2+以及掺杂Na+或Al3的BaFBr:Eu2+的热释发光(TL)谱和光激励发光(PSL)谱的表征,指出在BaFBr:Eu2+中掺杂Na+或Al3+影响了F(Br)色心,使其陷阱深度变浅,并从理论上加以计算,得出的热致激发能量的变化与光致激发能量的变化能很好地吻合.
稀土 热释发光 光激励发光 色心
