Herstellung von zweiphasigen α/β⁃Zn₂SiO₄∶Mn²⁺ Glaskeramiken und einstellbare breitbandige Emission

YU Man ,  

LIU Xueyun ,  

GUO Hai ,  

XIAO Fen ,  

摘要

Obwohl glaskeramische Materialien mit einphasigen Nanokristallen eine gute Leuchtumgebung für aktivierende Ionen bieten können, sind sie aufgrund ihrer relativ einheitlichen Kristallfeldumgebung bei der Konstruktion von mehrfarbigen, multiplen Modi und ultrabreitbandigen optischen Funktionsmaterialien eingeschränkt. Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung von zweiphasigen nanokristallinen Verbund-Glaskeramiken von großer Forschungsrelevanz zur Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten dieser funktionalen Materialien. In dieser Arbeit wurden durch Schmelzabschreckung erfolgreich α⁃Zn₂SiO₄ und β⁃Zn₂SiO₄ Nanokristalle im Aluminosilikatglas-System ausgefällt. Durch die Steuerung des Al₂O₃-Gehalts und der Wärmebehandlungstemperatur kann der Übergang von einphasigen β⁃Zn₂SiO₄ Nanokristallen zur Koexistenz von zwei Phasen α/β⁃Zn₂SiO₄ Nanokristallen erreicht werden. Weiterhin wurde Mn²⁺ eingeführt; unter 285 nm Anregung zeigt die hergestellte Glaskeramik ein einstellbares einbändiges (~580 nm) und kontinuierliches zweimodales (~530/580 nm) Emissionsverhalten. Die Intensität der zweibandigen Emission kann abhängig von der Mn²⁺-Konzentration und der Wärmebehandlungstemperatur eingestellt werden, wobei sich die Leuchtfarbe der Proben allmählich von Orange zu Gelbgrün ändert. Der regelbare Emissionsmechanismus von Mn²⁺ wurde anhand der Nanokristallstruktur und spektralen Daten erläutert. Die Ergebnisse dieser Studie bieten eine wertvolle Referenz für die Grundlagenforschung und Anwendung bei der Herstellung von zweiphasigen, mit Übergangsmetallionen dotierten Glaskeramiken und einstellbarer breitbandiger Emission.

关键词

mikrokristallines Glas; zweiphasige Nanokristalle; Manganionen; breitbandige Emission

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