Lumineszenz und Energieübertragung von Tb³⁺ in der K₃La(PO₄)₂-Matrix

OU Yi-yi ,  

WANG Xiao-jun ,  

LIANG Hong-bin ,  

摘要

Monokliner K₃La(PO₄)₂-Phosphor mit unterschiedlichen Tb³⁺-Dotierkonzentrationen wurde mittels Hochtemperatur-Feststoffmethode synthetisiert. Die Phasenreinheit wurde mittels Röntgendiffraktometrie (XRD) charakterisiert und eine Strukturausfeinerung der Grundmatrix durchgeführt. Es wurden die lumineszenten Eigenschaften von Tb³⁺-dotierten Proben bei unterschiedlichen Temperaturen sowie bei Raumtemperatur für verschiedene Dotierkonzentrationen untersucht. Es wurde festgestellt, dass unter Anregung bei 373 nm und Raumtemperatur die Tb³⁺-Ionen zwei Emissionsgruppen aufweisen, nämlich ⁵D₃→⁷F_J (J=5,4,3,2) und ⁵D₄→⁷F′_J (J′=6,5,4,3). Spektralmessungen bei niedrigen Dotierproben und verschiedenen Temperaturen zeigen, dass die Multiphonon-Relaxation nur einen begrenzten Beitrag zur Abschwächung der Emission aus dem ⁵D₃-Niveau leistet. Mit zunehmender Dotierkonzentration nimmt die ⁵D₃-Emission ab, während die ⁵D₄-Emission zunimmt, wodurch eine Farbsteuerung des Lichts von Blau- zu Grünlicht möglich wird, hauptsächlich verursacht durch den Prozess der Kreuzrelaxation zwischen den Energieniveaus von Tb³⁺. Weiterhin wurden die Abklingkurven der ⁵D₃-Lumineszenz mit dem Inokuti-Hirayama-Modell und dem erweiterten Yokota-Tanimoto-Modell angepasst, wobei die Ergebnisse zeigen, dass der Hauptmechanismus der Energieübertragung die elektrische Dipol-Quadrupol-Wechselwirkung ist. Die kritische Transferdistanz beträgt ca. 1,03 nm.

关键词

Tb³⁺; K₃La(PO₄)₂; Lumineszenz; Energieübertragung; Multiphonon-Relaxation; Kreuzrelaxation

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