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Eu掺杂的高Gd玻璃荧光及闪烁发光性能研究

唐春梅 沈应龙 盛秋春 刘双 李文涛 王龙飞 陈丹平

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Eu掺杂的高Gd玻璃荧光及闪烁发光性能研究

唐春梅, 沈应龙, 盛秋春, 刘双, 李文涛, 王龙飞, 陈丹平

Properties of luminescence and scintillation of Eu-doped high gadolinium glass

Tang Chun-Mei, Shen Ying-Long, Sheng Qiu-Chun, Liu Shuang, Li Wen-Tao, Wang Long-Fei, Chen Dan-Ping
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  • 分别在空气和还原气氛下,采用高温熔融法制备了Eu 掺杂(1 wt%) 的15SiO2-25B2O3-30Al2O3-30Gd2O3 氧化物玻璃,对二者的光致发光和闪烁发光性能进行测试. 结果显示:还原气氛下制得的玻璃在395 nm 紫光和X 射线激发下,均可以得到450–550 nm 的Eu2+ 蓝绿发光和615 nm 的Eu3+ 红光;然而在不同的激发光源下,Eu2+ 和Eu3+发光强度比存在明显不同,395 nm 紫光激发下,Eu3+ 发光强度仅为Eu2+ 的0.02 倍,X 射线激发下,Eu3+ 发光强度变为Eu2+ 强度的1.37 倍. 通过声子边带谱分析,还原后玻璃中Si 形成体附近的Eu3+ 全部被还原为Eu2+,B 和Al形成体周围的Eu3+ 部分被还原为Eu2+. 进一步分析闪烁发光的机理表明:Gd 的敏化剂作用以及B 和Al 形成体周围Eu2+→Eu3+ 的能量传递都增强了还原玻璃中Eu3+ 的闪烁发光性能.
    Eu (1 wt%) doped 15SiO2-25B2O3-30Al2O3-30Gd2O3 oxide glasses are prepared by high-temperature melt-quenching method in air and reduced atmosphere, respectively. The properties of scintillation and photoluminescence of the two samples are compared. When the samples fabricated in reduced atmosphere are excited by the X-ray and 395 nm violet light, a 450–550 nm blue-green light beam from Eu2+ and a 615 nm red light beam from Eu3+ are obtained. The intensity ratios between Eu3+ and Eu2+ are obviously different under different excitation sources. The intensity ratio under the excitation of the 395 nm violet light is 0.02 while it increases to 1.37 under the X-ray excitation. By analyzing the phonon sideband spectra of the samples, it is found that the Eu3+ ions around the former of Si are completely reduced into Eu2+ ions, while only part of Eu3+ ions around the former of B and Al are reduced into Eu2+ ions. Further investigation about the scintillation mechanism indicates that the sensitization of Gd and the energy transfer of Eu2+→Eu3+ near the formers of B and Al increase the scintillation performances of Eu3+ ions in the reduced glass samples.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51272262)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 51272262).
    [1]

    Chen G R, Baccaro S, Du Y J 2000 Bull. Chin. Ceramic Soc. 5 48 (in Chinese) [陈国荣, Baccaro S, 杜永娟 2000 硅酸盐通报 5 48]

    [2]

    Fu J, Parker J M, Brown R M, Flower P S 2003 J. Non-cryst. Solids 326–327 335

    [3]

    Chewpraditkul W, He X, Chen D, Shen Y, Sheng Q, Yu B, Nikl M, Kucerkova R, Beilerova A, Wanarak C, Phunpueok A 2011 Phys. Status Solidi A 208 2830

    [4]

    Chen D P, Miyoshi M, Akai T, Tetsuo Y 2005 Appl. Phys. Lett. 86 231908

    [5]

    Liu Z J, Yang L Y, Dai N L, Li J Y 2010 Acta Phys. Sin. 60 047806 (in Chinese) [刘自军, 杨旅云, 戴能利, 李进延 2010 物理学报 60 047806]

    [6]

    Wang S X, Zhang Y P, Xu B, Xia H P 2012 Opt. Tech. 38 64 (in Chinese) [王实现, 张约品, 徐波, 夏海平 2012 光学技术 38 64]

    [7]

    Fu J, Kobayashi M, Sugimoto S, Parker J M 2008 Mater. Res. Bull. 43 1502

    [8]

    Chewpraditkul W, Chen D P, Yu B, Zhang Q, Shen Y, Nikl M, Kucerkova R, Beitlerova A, Wanarak C, Phunpueok A 2011 Phys. Status Solidi R 5 40

    [9]

    Tanabe S, Todoroki S, Hirao K, Saoga N 1990 J. Non-cryst. Solids 122 59

    [10]

    Li H, Peng Z G, Qi J 2010 J. Wuhan Univ. Technol. 32 36 (in Chinese) [李宏, 彭志钢, 戚杰 2010 武汉理工大学学报 32 36]

    [11]

    Kishimoto Y, Zhang X T, Hayakawa T, Nogami M 2009 J. Lumin. 129 1055

    [12]

    Liu Z J, Chen Q Q, Dai N L, Yu Y, Yang L Y, Li J Y 2012 J. Non-cryst. Solids 358 3289

    [13]

    Shen Y L, Tang C M, Sheng Q C, Liu S, Li W T, Wang L F, Chen D P 2013 Acta Phys. Sin. 62 117803 (in Chinese) [沈应龙, 唐春梅, 盛秋春, 刘双, 李文涛, 王龙 飞, 陈丹平 2013 物理学报 62 117803]

    [14]

    Shen Y L, Zhang Q, Cheng J M, Sheng Q C, Liu S, Li W T, Chewpraditkuld W, Chen D P 2013 Mater. Lett. 97 151

    [15]

    Arunkumar S, Marimuthu K 2013 J. Lumin. 139 6

    [16]

    Masayuki N, Tsukasa Y, Yoshihiro A 1998 J. Lumin. 78 63

    [17]

    Sun J Y, Du H Y, Hu W X 2003 Solid Luminescent Materials (Beijing: Chemical Industry Press) p472 (in Chinese) [孙家跃, 杜海燕, 胡文祥 2003 固体发光材料 (北京: 化学工业出版社)第472页]

    [18]

    Cheng J J, Zhang G L, Bi C H 1979 J. Chin. Ceramic Soc. 7 244 (in Chinese) [程继健, 张关林, 毕昌华 1979 硅酸盐学报 7 244]

    [19]

    Sun T, Xiao H N, Guo W M, Hong X C 2010 Ceram. Int. 36 821

    [20]

    Zeng H D, Yang Y F, Lin Z Y, Liang X L, Yuan S L, Chen G R, Sun L Y 2011 J. Non-cryst. Solids 357 2328

    [21]

    Chen D, Miyoshi H, Akai T, Yazawa T 2006 Waste Manage. 26 1017

    [22]

    Shen Y L 2013 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of Science) (in Chinese) [沈应龙 2013 博士学位论文(上海: 中国科学院上海光学精密机械研究所)]

  • [1]

    Chen G R, Baccaro S, Du Y J 2000 Bull. Chin. Ceramic Soc. 5 48 (in Chinese) [陈国荣, Baccaro S, 杜永娟 2000 硅酸盐通报 5 48]

    [2]

    Fu J, Parker J M, Brown R M, Flower P S 2003 J. Non-cryst. Solids 326–327 335

    [3]

    Chewpraditkul W, He X, Chen D, Shen Y, Sheng Q, Yu B, Nikl M, Kucerkova R, Beilerova A, Wanarak C, Phunpueok A 2011 Phys. Status Solidi A 208 2830

    [4]

    Chen D P, Miyoshi M, Akai T, Tetsuo Y 2005 Appl. Phys. Lett. 86 231908

    [5]

    Liu Z J, Yang L Y, Dai N L, Li J Y 2010 Acta Phys. Sin. 60 047806 (in Chinese) [刘自军, 杨旅云, 戴能利, 李进延 2010 物理学报 60 047806]

    [6]

    Wang S X, Zhang Y P, Xu B, Xia H P 2012 Opt. Tech. 38 64 (in Chinese) [王实现, 张约品, 徐波, 夏海平 2012 光学技术 38 64]

    [7]

    Fu J, Kobayashi M, Sugimoto S, Parker J M 2008 Mater. Res. Bull. 43 1502

    [8]

    Chewpraditkul W, Chen D P, Yu B, Zhang Q, Shen Y, Nikl M, Kucerkova R, Beitlerova A, Wanarak C, Phunpueok A 2011 Phys. Status Solidi R 5 40

    [9]

    Tanabe S, Todoroki S, Hirao K, Saoga N 1990 J. Non-cryst. Solids 122 59

    [10]

    Li H, Peng Z G, Qi J 2010 J. Wuhan Univ. Technol. 32 36 (in Chinese) [李宏, 彭志钢, 戚杰 2010 武汉理工大学学报 32 36]

    [11]

    Kishimoto Y, Zhang X T, Hayakawa T, Nogami M 2009 J. Lumin. 129 1055

    [12]

    Liu Z J, Chen Q Q, Dai N L, Yu Y, Yang L Y, Li J Y 2012 J. Non-cryst. Solids 358 3289

    [13]

    Shen Y L, Tang C M, Sheng Q C, Liu S, Li W T, Wang L F, Chen D P 2013 Acta Phys. Sin. 62 117803 (in Chinese) [沈应龙, 唐春梅, 盛秋春, 刘双, 李文涛, 王龙 飞, 陈丹平 2013 物理学报 62 117803]

    [14]

    Shen Y L, Zhang Q, Cheng J M, Sheng Q C, Liu S, Li W T, Chewpraditkuld W, Chen D P 2013 Mater. Lett. 97 151

    [15]

    Arunkumar S, Marimuthu K 2013 J. Lumin. 139 6

    [16]

    Masayuki N, Tsukasa Y, Yoshihiro A 1998 J. Lumin. 78 63

    [17]

    Sun J Y, Du H Y, Hu W X 2003 Solid Luminescent Materials (Beijing: Chemical Industry Press) p472 (in Chinese) [孙家跃, 杜海燕, 胡文祥 2003 固体发光材料 (北京: 化学工业出版社)第472页]

    [18]

    Cheng J J, Zhang G L, Bi C H 1979 J. Chin. Ceramic Soc. 7 244 (in Chinese) [程继健, 张关林, 毕昌华 1979 硅酸盐学报 7 244]

    [19]

    Sun T, Xiao H N, Guo W M, Hong X C 2010 Ceram. Int. 36 821

    [20]

    Zeng H D, Yang Y F, Lin Z Y, Liang X L, Yuan S L, Chen G R, Sun L Y 2011 J. Non-cryst. Solids 357 2328

    [21]

    Chen D, Miyoshi H, Akai T, Yazawa T 2006 Waste Manage. 26 1017

    [22]

    Shen Y L 2013 Ph. D. Dissertation (Shanghai: Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics Chinese Academy of Science) (in Chinese) [沈应龙 2013 博士学位论文(上海: 中国科学院上海光学精密机械研究所)]

  • [1] 刘文全, 朝克夫, 武文杰, 包富泉, 周炳卿. CaAlSiN3:Eu2+红色荧光粉的常压氮化制备及发光性能. 物理学报, 2016, 65(20): 207801. doi: 10.7498/aps.65.207801
    [2] 程帅, 徐旭辉, 王鹏久, 邱建备. 新型电子俘获型材料β-Sr2SiO4:Eu2+, La3+长余辉和光激励发光性能的研究. 物理学报, 2015, 64(1): 017802. doi: 10.7498/aps.64.017802
    [3] 刘力挽, 周秦岭, 邵冲云, 张瑜, 胡丽丽, 杨秋红, 陈丹平. Ce3+掺杂SiO2-Al2O3-Gd2O3玻璃的闪烁性能. 物理学报, 2015, 64(16): 167802. doi: 10.7498/aps.64.167802
    [4] 周仁迪, 黄雪飞, 齐智坚, 黄维刚. Ca2Si(O4-xNx):Eu2+绿色荧光粉的制备及其发光性能. 物理学报, 2014, 63(19): 197801. doi: 10.7498/aps.63.197801
    [5] 王志军, 刘海燕, 杨勇, 蒋海峰, 段平光, 李盼来, 杨志平, 郭庆林. Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的合成及其发光特性. 物理学报, 2014, 63(7): 077802. doi: 10.7498/aps.63.077802
    [6] 刘丹, 梁培, 王乐, 徐国堂, 刘阳, 李晓艳, 董前民, 黄杰. 低温燃烧法制备SrMgAl10O17:Eu2+,Er3+高亮度蓝光荧光粉及发光性能研究. 物理学报, 2013, 62(19): 197802. doi: 10.7498/aps.62.197802
    [7] 龚宇, 陈柏桦, 熊亮萍, 古梅, 熊洁, 高小铃, 罗阳明, 胡胜, 王育华. 氧空位对Eu2+, Dy3+掺杂的Ca5MgSi3O12发光及余辉性能的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 153201. doi: 10.7498/aps.62.153201
    [8] 罗林龄, 唐科, 朱达川, 韩涛, 赵聪. Li+和Er3+掺杂对Ba2SiO4:Eu2+发光性能的影响. 物理学报, 2013, 62(15): 157802. doi: 10.7498/aps.62.157802
    [9] 钟瑞霞, 张家骅, 李明亚, 王晓强. Eu2+, Cr3+共掺杂的MAl12O19 (M=Ca, Sr, Ba)的发光性质及能量传递. 物理学报, 2012, 61(11): 117801. doi: 10.7498/aps.61.117801
    [10] 曹仕秀, 韩涛, 涂铭旌. Eu2+掺杂浓度对Ca2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉发光特性的影响. 物理学报, 2011, 60(12): 127802. doi: 10.7498/aps.60.127802
    [11] 谢伟, 王银海, 胡义华, 吴浩怡, 邓柳咏, 廖峰. Ca2+离子替代对Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+结构和发光性能的影响. 物理学报, 2010, 59(2): 1148-1154. doi: 10.7498/aps.59.1148
    [12] 丁旭, 徐琰, 郭崇峰. 蓝色荧光粉Sr2B5O9Cl:Eu2+发光特性的研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6632-6636. doi: 10.7498/aps.59.6632
    [13] 崔彩娥, 王森, 黄平. Dy含量对红色长余辉发光材料Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+性能的影响. 物理学报, 2009, 58(5): 3565-3571. doi: 10.7498/aps.58.3565
    [14] 马明星, 朱达川, 涂铭旌. H3BO3对BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉物相组成和发光特性的影响. 物理学报, 2009, 58(9): 6512-6517. doi: 10.7498/aps.58.6512
    [15] 王志军, 李盼来, 王颖, 杨志平, 郭庆林. 白光LED用LiBaBO3:Eu2+材料发光特性研究. 物理学报, 2009, 58(2): 1257-1260. doi: 10.7498/aps.58.1257
    [16] 马明星, 朱达川, 涂铭旌. Eu2+的掺杂浓度对BaAl2Si2O8:Eu2+荧光粉发光特性的影响. 物理学报, 2009, 58(8): 5826-5830. doi: 10.7498/aps.58.5826
    [17] 杨志平, 杨广伟, 王少丽, 田 晶, 李盼来, 李 旭. Eu2+,Mn2+在BaZnP2O7中的发光及Eu2+→Mn2+能量传递. 物理学报, 2008, 57(1): 581-585. doi: 10.7498/aps.57.581
    [18] 彭智伟, 王玲玲, 刘晃清, 黄维清, 邹炳锁. Gd2O3:Eu3+纳米晶的燃烧合成及光致发光性质. 物理学报, 2007, 56(2): 1162-1166. doi: 10.7498/aps.56.1162
    [19] 杨志平, 刘玉峰, 王利伟, 余泉茂, 熊志军, 徐小岭. 用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+的发光性质. 物理学报, 2007, 56(1): 546-550. doi: 10.7498/aps.56.546
    [20] 杨志平, 刘玉峰. Eu2+激活的Ca3SiO5绿色荧光粉的制备和发光特性研究. 物理学报, 2006, 55(9): 4946-4950. doi: 10.7498/aps.55.4946
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-08-16
  • 修回日期:  2013-09-29
  • 刊出日期:  2013-12-05

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