Gd2SiO5∶Eu^3+晶体的光学浮区法制备及发光性能研究

摘要

用冷等静压制多晶料棒通过高温固相法制备Gd2SiO5∶Eu^3+粉末,并使用光学浮区法制得晶体。对其进行微观组织结构及光谱性能测试,XRD分析表明,晶体生长方向为[001]方向;摇摆曲线和Raman分析均表明其结晶状况比粉末、料棒更好;晶体无宏观和微观缺陷;EDS及XPS分析表明晶体中无杂质成分,且XPS谱中可以观测到Gd3d5/2、Eu4d5/2光电子峰劈裂,分别对应7配位和9配位离子。UV-Vis低温吸收谱中存在Eu^3+-O^2-电荷转移吸收带和Gd^3+4f-4f电子跃迁吸收(6D/I/PJ→8S7/2)吸收限,做(Ahν)1/2-hν曲线得到其禁带宽度为5.9 eV;样品在紫外激发下呈橘红色,并在254 nm、277 nm、365 nm、396 nm激发下可产生发射峰为583 nm、596 nm、620 nm、629 nm的红光发射(对应Eu^3+的5D0→7F0,1,2,3),其中277 nm激发下强度最大;以583 nm、596 nm、620 nm、629 nm为监测波长,其激发谱在200~500 nm波段,并出现以277 nm为中心的宽谱(对应Eu-O电荷转移跃迁和Gd^3+8S7/2→6IJ)以及313 nm(Gd^3+8S7/2→6PJ)、396 nm(Eu^3+7F0→5L6)和466 nm(Eu^3+的7F0→5D3)激发锐峰。由此可知,光学浮区法可以得到质量良好的Gd2SiO5∶Eu^3+晶体。