In3+,Si4+共掺杂ZnBi0.02Ga1.98O4:Cr3+的发光与长余辉性能研究

• 作者: 焦点 肖思国
• 来源期刊: 光谱学与光谱分析
• 学科: 工学
• 关键词: ZnBi0.02Ga1.98O4:Cr3+ In3+,Si4+共掺杂 荧光 长余辉
• 年，卷（期）: 2020,（12）
• 页码范围: 3716-3721
• 页数: 6页
• 分类号: TB34
• 语种: 中文
• DOI: 10.3964/j.issn.1000-0593(2020)12-3716-06

摘要

长余辉材料在生物医学、信息存储等领域有着广阔的应用前景.人们已在不同体系的材料中成功制备蓝、绿、黄光长余辉材料,且一些材料的高效长余辉性能已能满足实际应用的要求.然而,红色长余辉材料在发光亮度和余辉时间方面都还不够理想.采用高温固相法,通过In3+,Si4+共掺杂的方式,制备了深红色发光的Zn(Bi)Ga2O4:Cr3+材料,并系统地研究了所制备材料的发光光谱、长余辉及热释光性能.XRD分析发现,In3+,Si4+参与固相反应并占据了Zn(Bi)Ga2 O4适当的晶格位置,In3+,Si4+的掺入也不会改变基质的基本相结构.通过监测 λ=695 nm的光发射测量了Zn(Bi)Ga2O4:1％Cr3+;Zn(Bi)Ga2O4:1％Cr3+,9％In3+和Zn(Bi)Ga2O4:1％Cr3+,9％In3+,7％Si4+的激发光谱,In3+,Si4+的引入改变了Cr3+的局域环境,从而使得O2-的2p轨道到Ga3+的4s4p轨道的电荷迁移带产生红移,并使得Cr3+的4A2-4T1和4 A2-4T2跃迁强度明显增强.研究440 nm氙灯光激发下发射光谱发现,In3+的引入改变了部分八面体中Cr3+的配位环境,造成不同格位的发射峰位置不同,从而使发光光谱表现出非均匀加宽.In3+掺杂对C r3+的配位环境的改变也同时提高了样品的发射光强度.而In3+,Si4+共掺杂则使得样品的发射光谱的非均匀加宽效应进一步加强,同时进一步增强了其发光强度.实验表明,9％In3+,7％Si4+共掺杂的Zn(Bi)Ga2O4:Cr3+样品表现出最好的光致发光特性.余辉衰减曲线测试发现,In3+的引入可以大大提高样品的余辉亮度,并延长余辉时间.而S i4+的引入则进一步的改善了样品的余辉亮度,延长了余辉时间.热释光测试表明,In3+的引入能提高样品中陷阱能级的深度,而合适浓度的In3+,Si4+共掺杂不仅提高了陷阱的深度,也增加了样品中陷阱的浓度.研究发现,9％In3+,3％Si4+共掺杂的Zn(Bi)Ga2O4:Cr3+样品具有最好的长余辉性能.相关研究为进一步优化镓酸盐长余辉性材料提供了有意义的参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖思国		29	182	8.0	12.0
2	焦点		1	0	0.0	0.0