论文部分内容阅读
Nd∶LuTaO4是密度最高的发光材料基质，其417nm的发光衰减约为263.2ns，是潜在的新型高密度闪烁体，但目前其单晶制备困难，缺乏详细的相图依据来设计晶体生长工艺。稀土钽铌酸盐具有较好的物理性质和化学稳定性，有可能是性能优良的新型激光基质。因此，本文研究了不同摩尔比Lu2O3和Ta2O5在不同温度下所形成的多晶粉体的物相结构变化情况，以获得Lu2O3-Ta2O5的相图，为Nd∶LuTaO4的单晶生长工艺设计提供依据;以Eu3+为探针试图研究RE3MO7(RE=La、Lu、Gd、Y，M=Ta、Nb)的稀土位置的对称性，掺入Y3+和La3+以研究NdTaO4的浓度猝灭情况，试图发展新型激光晶体。主要研究结果如下: 1.给出Lu2O3-Ta2O5体系的相图。Lu2O3-Ta2O5在25～30mol％Ta2O5范围内存在Lu3TaO7的固溶区。在30～52mol％Ta2O5范围内，在约1770℃以下为M-LuTaO4相，高于1770℃时从发生M→M的相转变。混合物从熔融状态淬冷后得到M-LuTaO4和Lu3TaO7混合相，在50～52mol％Ta2O5时，从熔融淬冷的样品中还观察到少量正交Ta2O5相。在52～60mol％Ta2O5范围内，在约1685℃以下为M-LuTaO4和四角Ta2O5混合相，高于1685℃时为M-LuTaO4和正交Ta2O5混合相。相图表明用常规提拉法难以制备LuTaO4这一高密度晶体。 2.从室温到1400℃的变温拉曼光谱表明，对于Lu2O3∶Ta2O5摩尔比为51.5∶48.5在2050℃下熔融淬火后得到的M-LuTaO4和Lu3TaO7化合物，从室温升至1400℃，以及从1400℃降至室温过程中，均没有发生相变。 3.对X射线衍射谱的Rietveld精修表明Eu3+∶RE3NbO7(RE=Lu、Y、Gd)和Eu3+∶Lu3TaO7为立方相，RE位置存在反演中心，Eu3+∶La3MO7(M=Ta、Nb)为正交相，RE位置为有反演中心和无反演中心的两种格位;Eu3+在这些基质中的发射谱线条数和位置类似，可能说明这些基质都存在双发光中心，但发光均较弱。RE3NbO7(RE=Lu、Y、Gd)和Lu3TaO7作为激光和闪烁体应用基质没有太多前景。La3TaO7、 La3NbO7因为存在无反演中心的La3+格位，有可能作为激光和闪烁体基质。 4.1～99at％的Y3+掺杂NdTaO4样品的物相均为单斜相NdTaO4，发光光谱和1064nm的荧光寿命表明Y3+掺杂浓度超过50at％时明显改善了NdTaO4的发光浓度猝灭。对于La3+∶NdTaO4，La3+掺杂浓度在60at％以上时，样品呈LaTaO4相。在1～50at％掺杂范围内，La3+的掺杂没有明显改善NdTaO4的发光浓度猝灭。Nd3+∶LaTaO4的Nd3+掺杂浓度超过5at％时，发生了明显的发光浓度猝灭。