混合阴离子型化合物Ba2Gd(BO3)2Cl∶Ln的力致发光性能

摘要：

力致发光材料具有将机械刺激转变为光子发射的独特性能,因而被广泛应用于结构健康诊断、信息防伪、生物工程和电子皮肤等力学传感领域.然而,已报道的力致发光材料种类有限,且对于力致发光相关的载流子跃迁过程理解不够深入,极大地限制了其开发和应用.针对上述问题,本工作开发了新型混合阴离子型力致发光材料Ba2Gd(BO3)2Cl∶Ln(Ln = Eu,Tb,Dy,Sm,Nd),并探究了其光致发光性能与相关载流子跃迁过程.该研究通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、多模式激发下的稳态和瞬态光谱技术研究了样品的结构形貌、光致发光与力致发光性能,提出了该材料可能的发光机制.研究结果表明,在 280 nm光激发下,Ba2Gd-(BO3)2Cl∶Eu的发射峰位于 536,594,613,625,654,695,710 nm,第一个宽峰和其余窄峰分别对应于Eu2+和Eu3+的发射,即掺杂的Eu呈现混合价态.而在机械作用下,Ba2Gd(BO3)2Cl∶Eu几乎只表现出Eu3+的橙红光发射,这可能是由于机械作用优先激发基质中的价带电子所致.此外,Eu的光致发光和力致发光最佳掺杂浓度均为2%.在0.23～1.55 mJ的冲击能下,力致发光强度与冲击能量呈线性关系.通过改变掺杂镧系元素的种类,实现了力致发光从可见光区域到近红外区域的拓展.这项工作为解释混合价态材料的力致发光机制提供了思路,并在应力传感领域呈现出潜在的应用价值.

关键词：力致发光、稀土掺杂发光材料、混合阴离子化合物、能量传递、力致发光机理

所属期刊栏目：44

分类号：O482.31(固体物理学)

在线出版日期：2023-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1324-1333