氟化物纳米晶中Tm³⁺对Eu³⁺的荧光发射的影响

【作者】 雷瑜； 何恩杰； 张喜生； 张正龙； 高当丽； 郑海荣；

【机构】 陕西师范大学物理学与信息技术学院；

【摘要】 以La（NO₃）₃·6H₂O,HNO₃,Eu₂O₃,Tm₂O₃和NaF为原料,采用水热-烧结法制备了大小均匀、分散性良好的Eu³⁺和Tm³⁺共掺杂的白色Eu³⁺-Tm³⁺:LaF₃纳米晶体。Eu³⁺-Tm³⁺:LaOF纳米晶体通过将所得LaF₃纳米晶体在800℃下退火2小时获得。应用激光光谱学方法,分别在波长为532nm的连续和脉冲激光激发下,实现了Tm³⁺/Eu^*3+):LaF₃和Tm³⁺/Eu³⁺:LaOF共掺样品中Tm³⁺离子对Eu³⁺离子的荧光增强效应。研究结果表明,致使Eu³⁺的红色荧光发射得到显著增强的原因是由于Tm³⁺的敏化作用。对不同Tm³⁺浓度条件下共掺纳米晶体中Eu³⁺离子的荧光发射性质和变化规律进行研究发现:其荧光增强的倍数与敏化离子Tm³⁺的浓度密切相关。与单掺Eu³⁺离子的LaF₃和LaOF纳米晶体进行比较,当Tm³⁺的浓度在0.1mol%～0.5mol%之间时,Tm³⁺对Eu³⁺的敏化作用随着Tm³⁺浓度的增加逐渐增加。在Tm³⁺离子浓度为0.5 mol%,Eu³⁺离子浓度为1.0mol%时,其敏化效果最好,这时Eu⁽3+_离子的⁵D₀→⁷F₂（612nm）的红色荧光辐射强度被增强了约11倍。而当Tm³⁺离子的浓度大于0.5mol%时,其敏化作用则有所降低。另外从发射光谱中还发现,在这种单掺与共掺体系中,谱线的位置未发生明显移动,仍然表现出Eu³⁺离子的特征荧光发射。结合晶体对称性特点,应用J—O理论对所观测到的荧光增强效应产生的可能机理进行了分析。结果表明,Tm³⁺离子的掺入使Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₂（612nm）的灵敏电偶极跃迁的辐射跃迁几率增强。更多还原