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人类的生产和生活离不开光源,新型光源一直是人类的追求。相比晶块状和粉末状材料,玻璃具有均匀、透明、机械性能好、化学稳定性强和加工成各种形状容易等特点。在各类玻璃中,具有稀土溶解度高、发射截面大、透明度高和制备成本低等特点的磷酸盐玻璃备受关注,是优良的发光基质材料。Sb3+在紫外光区域有较强的吸收,且在紫外光激发下有宽的可见光发射。稀土离子具有丰富的能级,在紫外光激发下不仅能影响Sb3+的荧光行为,还能调谐玻璃整体荧光色彩。研究稀土离子掺杂的锑磷酸盐玻璃的荧光色彩及其激发波长依赖性对新型发光材料的发展以及对稀土资源的进一步开发利用具有重要义。本课题制备了钐离子和镝离子单掺的锑磷酸盐玻璃(MSP),并通过差热分析、吸收光谱、激发光谱、发射光谱和荧光寿命等手段对其热性质和光学性质进行了分析。本课题取得的成果有:1.在空气条件下,采用高温熔融法分别制备了按摩尔百分比为15.11Na20-0.85BaO-9.82A12O3-13.84ZnO-5.02Sb2O3-55.36P2O5(MSP-1)并分别占玻璃基质重量O.1wt%、0.5wt%、1.Owt%、和2.0wt%Sm2O3的玻璃样品和按摩尔百分比为17.17Na20-0.97BaO-15.61ZnO-11.06A12O3-5.66Sb2O3-49.53P2O5(MSP-2)并分别占玻璃基质重量0.12wt%、0.36wt%、0.88wt%、1.44wt%和 3.90wt%Dy2O3 的玻璃样品。MSP-1 和 MSP-2玻璃转变温度分别为为430℃和402℃,且在650℃和570℃以下未观察明显的析晶峰,即温度差值分别大于220℃和160℃,说明MSP玻璃具有良好的热稳定性和抗结晶稳定性。2.根据J-O理论,由钐离子掺杂MSP-1玻璃和镝离子掺杂MSP-2玻璃的吸收光谱推算出钐离子在MSP-1玻璃中的J-O强度参数Ωt(t=2,4,6)分别为3.08×10-200cm2,3.36×10-20 cm2 和 1.81×10-20 cm2;镝离子在 MSP-2 玻璃中的 J-O 强度参数Ω(t=2,4)分别为5.74×10-20cm-2和、1.45×10-20 cm22和1.12×10-2 cm2。较大的Ω2强度参数表明钐离子和镝离子在MSP玻璃中处于较强的共价键和反演非对称性环境。依据J-O强度参数,分别计算了钐离子和镝离子的跃迁振子强度,辐射跃迁寿命和荧光分支比等光谱参数,结果表明暖色荧光能有效从钐和镝离子掺杂的MSP玻璃中发射出来。3.在200-320nm光激发下,MSP基质玻璃有Sb3+的宽带可见光发射,最大半高宽达150nm,其色坐标位于白光和蓝光交界处附近,总体呈现出蓝白光。在不同波长激发下,MSP基质玻璃的发射光谱、光谱功率分布和色坐标中的差异表明MSP基质玻璃荧光颜色对激发波长有显著依赖性。不同波长激发下的发射光谱、选择性激发光谱和荧光寿命三方面数据中的差异表明MSP基质玻璃中存在异质性的Sb3+发光中心。4.当Sm2O3和Dy2O3含量分别从0增加到2.0wt%和1.44wt%时,Sb3+宽发射带强度依次减弱,同时归属Sm3+的和Dy3+的稀土特征荧光发射强度逐渐增强,发光色彩从蓝白色变为暖白色,表明稀土掺杂能有效调谐MSP玻璃的荧光颜色;在不同的激发条件下,Sm3+和Dy3+掺杂的MSP玻璃展现出不同的发射行为,且稀土离子掺杂后的样品的荧光颜色对激发波长依赖性更强。稀土离子掺杂并浓度提高后稀土发光强度增强和Sb3+发光强度降低的对比、稀土离子特征光发射的激发曲线和Sb3+的激发曲线在200nm-320nm范围内的高度吻合性以及稀土离子掺杂后Sb3+的荧光寿命的明显减少,表明Sb3+与Sm3+和Dy3+之间存在能量传递。通过选择合适激发波长和优选Sm3+和Dy3+掺杂量,有望在Sm3+和Dy3+掺杂MSP玻璃中获得强的多色荧光发射,为高质量荧光器件的研发提供了可能。