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Er3+在KPb2Br5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

凌志 李岚 张晓松 周永亮 魏凤巍 冯志军 孙健 李德军

Er3+在KPb2Br5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

凌志, 李岚, 张晓松, 周永亮, 魏凤巍, 冯志军, 孙健, 李德军
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  • 通过高温固相法制备了不同Er3+掺杂浓度的KPb2Br5多晶粉末样品. 由980 nm半导体激光器激发下得到的上转换发射光谱显示, 当掺杂浓度为2.5 mol%时, 样品主要表现为530 nm 和550 nm上转换发射, 分别对应激发态2H11/2和4S3/2向基态4I15/2的跃迁; 掺杂浓度增加到5 mol%时样品以490 nm上转换发射为主, 对应由激发态4F7/2向4I15/2的跃迁; 当掺杂浓度达到7.5 mol%时, 样品的上转换发射强度相比低浓度时大幅度下降, 主要以激发态4F9/2 向基态4I15/2跃迁的690 nm处发光为主. 利用第一性原理结合Judd-Ofelt理论讨论认为, Er3+ 离子优先替代Pb (1) 的位置, 随着浓度的提高, 部分Er3+ 离子会替代Pb (2) 格位上的离子, 不同晶格位置的Er3+ 离子所处的晶体场的对称性有所不同, 从而影响了发光中心不同能级的跃迁概率, 体现在上转换发光光谱的差异上. 蓝、绿区域的上转换发光在高浓度掺杂下显示了明显的浓度猝灭, 此时样品以红色上转换发光为主.
    • 基金项目: 天津市自然科学基金(批准号: 09JCYBJC01400)资助的课题.
    [1]

    Amancio C T, Assumpcao T A, Kassab L R 2010 25th Symposium on Microelectronics Technology and Devices Sao Paulo, Brazil, September 6–9, 2010 p237

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    Moglia F, Reichert F, Huber G 2012 Advances in Optical Materials (AIOM) San Diego, CA, February 1, 2012 pIW5D.6

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-07
  • 修回日期:  2013-07-16
  • 刊出日期:  2013-11-05

Er3+在KPb2Br5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

  • 1. 天津理工大学理学院, 天津 300384;
  • 2. 天津理工大学材料物理研究所, 显示材料与光电器件教育部重点实验室, 天津 300384;
  • 3. 天津师范大学物理与电子信息学院, 天津 300387
    基金项目: 

    天津市自然科学基金(批准号: 09JCYBJC01400)资助的课题.

摘要: 通过高温固相法制备了不同Er3+掺杂浓度的KPb2Br5多晶粉末样品. 由980 nm半导体激光器激发下得到的上转换发射光谱显示, 当掺杂浓度为2.5 mol%时, 样品主要表现为530 nm 和550 nm上转换发射, 分别对应激发态2H11/2和4S3/2向基态4I15/2的跃迁; 掺杂浓度增加到5 mol%时样品以490 nm上转换发射为主, 对应由激发态4F7/2向4I15/2的跃迁; 当掺杂浓度达到7.5 mol%时, 样品的上转换发射强度相比低浓度时大幅度下降, 主要以激发态4F9/2 向基态4I15/2跃迁的690 nm处发光为主. 利用第一性原理结合Judd-Ofelt理论讨论认为, Er3+ 离子优先替代Pb (1) 的位置, 随着浓度的提高, 部分Er3+ 离子会替代Pb (2) 格位上的离子, 不同晶格位置的Er3+ 离子所处的晶体场的对称性有所不同, 从而影响了发光中心不同能级的跃迁概率, 体现在上转换发光光谱的差异上. 蓝、绿区域的上转换发光在高浓度掺杂下显示了明显的浓度猝灭, 此时样品以红色上转换发光为主.

English Abstract

参考文献 (21)

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