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基于过渡金属Mn2+激活的含双相纳米晶透明微晶玻璃制备与上转换发光特性研究
作者: irglass 时间: 2020-09-28 浏览:1,412 次

  我室刘雪云博士(通讯作者)等人近期在Ceramics International期刊上发表了题为“Tunable broadband upconversion luminescencefrom Yb3+/Mn2+co-doped dual-phase glass ceramics”的论文(CeramicsInternational,2020, 46(4):5271-5277)。针对当前大多数稀土掺杂上转换(UC)发光材料存在发射峰窄、峰为固定不可调、光谱缺失等缺点,本工作提出通过掺杂过渡金属离子Mn2+拓宽上转换光谱,实现高效可调控的宽带发光,以满足上转换发光材料在连续可调谐激光器、太阳能电池、多颜色显示等领域的应用潜能。论文采用传统熔融淬冷技术制备出了Yb3+/Mn2+共掺含γ-Ga2O3和β-YF3双纳米晶的透明微晶玻璃,通过改变热处理温度以及Mn2+掺杂浓度可有效控制γ-Ga2O3和β-YF3晶相析出。利用XRD、TEM、激发和发射光谱以及荧光衰减曲线对微晶玻璃的结构和发光性能进行了表征。相比于普通玻璃,在微晶玻璃中同时观察到增强的分别位于515nm和605nm双模宽带上转换发光,且发光颜色随Mn2+离子掺杂浓度和热处理温度变化可从绿光调节到黄光区域。结果分析认为Yb3+和Mn2+优先进入到具有四面体格位的Ga2O3纳米晶相中聚集耦合形成Yb3+-Mn2+二聚体,产生位于515nm处的绿光发射。而随着YF3纳米晶的析出,基质中更多的Yb3+和Mn2+则会聚集在声子能量较低的YF3纳米晶周围形成激活中心从而实现位于605nm增强的上转换发光。这也是首次在透明玻璃基质中获得的基于Yb3+/Mn2+激活的双重连续宽带上转换发光现象,极大地拓宽了现有上转换光谱。

图1:不同热处理温度(a)和Mn2+掺杂浓度(b)样品的XRD图

图2:不同热处理温度(a)和Mn2+掺杂浓度(b)样品的上转换发光图