以碱金属稀土四偏磷酸盐MGd(PO3)4 (M = Li+, Na+, K+,Cs+)为基质,三价稀土铈离子为激活剂,我们得到了一系列具有高光产额和快荧光衰减的闪烁发光材料。在X-射线激发下,这一系列发光材料的光产额随着基质中碱金属离子的变换有明显改变,通过真空紫外光谱和时间分辨光谱,我们进一步发现,基质晶体结构的改变不但可以有序调控激活中心铈离子的发射峰位置,还可以调控材料发光过程中的能量传递过程,使该能量传递过程有效地提高材料的发光效率。以稀土Eu3+离子作为探针,发现基质中Gd3+离子可以将吸收得到的激发能有效地传递给激活中心,促进其发光,但Gd3+离子尚有部分能量未能传递给激活中心,其能量传递效率受稀土离子掺杂浓度等因素的影响。本工作还以钇铝石榴石Y3Al5O12 (YAG)单晶体为基质,共掺入Ce3+和Yb3+离子,研究了Ce3+离子对Yb3+离子发光的影响,发现Ce3+离子可将吸收能量完全传递给Yb3+离子,促进Yb3+离子的近红外光发射,而自身的黄光发射完全被猝灭。根据上述材料的荧光衰减性质,总结归纳了发光过程中稀土离子间能量传递对稀土离子发光动力学的影响。
英文主题词Ce3+ ions; Polyphosphates; Scintillation crystals; Luminescence; Energy transfer