近紅外發(fā)射Lu2O3∶Mn^4+熒光粉的制備及其發(fā)光特性

編號：FTJS07854

篇名：近紅外發(fā)射Lu2O3∶Mn^4+熒光粉的制備及其發(fā)光特性

作者：劉姝婷 劉春光 張猛 楊健 祝漢成 劉玉學(xué)

關(guān)鍵詞： 過渡族金屬離子 高溫固態(tài)燒結(jié) 熒光粉 光致發(fā)光

機(jī)構(gòu)： 東北師范大學(xué)物理學(xué)院

摘要： 采用高溫固態(tài)燒結(jié)方法制備了具有不同Mn^4+離子摻雜濃度的Lu2O3∶x%Mn^4+熒光粉。應(yīng)用X射線衍射、熒光激發(fā)和發(fā)射光譜、X射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡和發(fā)光動力學(xué)測量等手段研究了該熒光粉的微結(jié)構(gòu)和發(fā)光特性與摻雜濃度的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,Mn^4+離子可摻雜到Lu2O3基質(zhì)晶格中,在252nm激發(fā)下,可觀察到位于695nm和712nm的近紅外發(fā)射峰,其分別來源于Mn^4+離子的2E→4A2和4T2→4A2的躍遷。當(dāng)Mn^4+摻雜濃度為0.1%時,可獲得最大的發(fā)光強(qiáng)度。通過優(yōu)化熱處理?xiàng)l件(在空氣氣氛、1400℃溫度下熱處理5h),可進(jìn)一步提高Lu2O3∶0.1%Mn^4+熒光粉的近紅外發(fā)光強(qiáng)度和余輝性能。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)熱處理的Lu2O3∶0.1%Mn^4+樣品中,Mn^4+離子占據(jù)了Lu2O3基質(zhì)中的S6和C2兩種格位;具有較長壽命的近紅外發(fā)光來自占據(jù)S6格位Mn^4+離子的貢獻(xiàn),而具有較短壽命的近紅外發(fā)光則來自占據(jù)C2格位Mn^4+離子的貢獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)表明,經(jīng)高溫?zé)崽幚淼慕�紅外發(fā)射Lu2O3∶Mn^4+材料余輝時間大于3min,其在生物成像方面有潛在的應(yīng)用前景。