Nylig har Institutt for avanserte laser- og optoelektroniske funksjonelle materialer ved Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM) ved det kinesiske vitenskapsakademiet (CAS) undersøkt mekanismen for luminescensspektralendringene til Eu2+ i bariumborat glass gjennom elektron paramagnetisk resonans (EPR), og de relaterte forskningsresultatene er oppsummert i artikkelen "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in barium borate glass". Forskningsresultatene ble publisert i Ceramics?International under tittelen "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in oxyfluoride barium borate glasses".
Alkalimetallboratglass brukes ofte som selvlysende substratglass for sjeldne jordarters ioner på grunn av deres høye gjennomsiktighet og gode sjeldne jordartsoppløselighet. Eu2+ er et vanlig selvlysende ion av sjeldne jordarter, og det er vanligvis dopet som et aktivatorion i substratmaterialer som glass og fosfor. 5d-energinivået til det ytre laget av Eu2+ er utsatt for påvirkning fra det ytre miljøet for å produsere en energinivåsplitting, som fører til en luminescensbølgelengdegenerering av 5d{ {4}}f hopp av Eu2+. hopp av luminescensbølgelengdeforskyvningen. Som et resultat kan Eu2+ avgi lys som varierer fra fiolett til rødt avhengig av underlagsmaterialet, noe som gjør Eu2+-dopede materialer svært allsidige.
Det elektron paramagnetiske resonansspekteret (EPR) til Eu2+ er preget av et "U"-formet spektrum, så EPR kan brukes til å oppdage tilstedeværelsen av Eu2+ og miljøet i koordinasjonsfeltet rundt Eu2+. I denne studien ble effekten av glasskomponenter på ligandfeltstyrken rundt Eu2+ analysert ved å undersøke endringene i de karakteristiske EPR-signaltoppene til Eu2+ i prøver av bariumboratglass.
Eu2+-dopet bariumboratglass ble fremstilt av under CO-atmosfære, og mekanismen for Eu2+-fluorescensspektral endring ble undersøkt. Det er funnet at økningen av bariuminnholdet i glasset fører til økning av intensiteten til koordinasjonsfeltet rundt Eu2+-ionene og økningen av 5d-energinivåsplittingen av Eu2+, som forårsaker rødforskyvning av utslippsspektrene. Innføringen av fluor i glasset forårsaker en reduksjon i styrken til koordinasjonsfeltet rundt Eu2+-ionet, noe som undertrykker det røde skiftet i emisjonsspekteret. I mellomtiden er det funnet at økningen i Eu2+-konsentrasjonen også forårsaker rødforskyvning av emisjonsspekteret, som tilskrives effekten av elektronskyekspansjonen i 5d-energinivået, noe som fører til nedadgående forskyvning av sentrum av 5d energinivået. Denne studien forklarer systematisk de to mekanismene som forårsaker bølgelengdeendringen til Eu2+-luminescens, og finner at fluoridioner kan gi luminescenssenteret et lavfelt nær-nabo-koordinasjonsmiljø, basert på hvilket studien kan veilede justering av luminescensfargen til Eu2+ dopet glass, fosfor og andre materialer.
Den relaterte forskningen ble støttet av National Natural Science Foundation of China.
Fig. 1 (a) Skjematisk rødforskyvning av emisjonsspektrene til BOxE10 og (b) BFxE10 glassprøver
Fig. 2 Rødforskyvede skjematiske diagrammer av utslippsspektrene til BO20Ey og BF20Ey glassprøver
