Desempenho de emissão do fósforo multicolorido Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ relacionado ao centro emissor de impurezas Mn4+

ZHANG Haoqi ,  

DING Qingyang ,  

CHEN Fayi ,  

MIAO Yuqing ,  

YU Dechao ,  

ZHANG Dawei ,  

摘要

O desenvolvimento de materiais fluorescentes multicoloridos dopados com terras raras de alto desempenho é uma base necessária para o desenvolvimento de tecnologias avançadas de autenticação anti-falsificação usando fluorescência. Neste artigo, foi preparada uma série de fosforescentes Mg7Ga2GeO12 dopados com Tb3+ pelo método sólido a alta temperatura, e as fases, tamanhos das partículas, morfologias microscópicas e distribuições elementares dos fosfores foram sistematicamente caracterizadas por difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e espectroscopia de dispersão de raios X por energia (EDS), confirmando a obtenção de fosforecentes puros de fase irregular e tamanho micrométrico com alta cristalinidade. Sob excitação ultravioleta a 377 nm, as amostras Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ apresentaram eficiente emissão característica azul-esverdeada de Tb3+, com concentração ótima de dopagem de 20% Tb3+, e também emitiram picos vermelhos próximos a 660 nm, que não correspondem a nenhuma transição radiativa dos íons Tb3+. Análises por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e espectros estacionários/transientes, junto com revisões bibliográficas, confirmaram que a emissão vermelha em ~660 nm decorre da transição eletrônica Mn4+ 2Eg→4A2g, sendo que o Mn é um elemento impuro originário das matérias-primas. Combinando as performances fluorescentes dos íons Tb3+ e dos íons Mn4+ impuros, as amostras Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ apresentam características de emissão ajustáveis, dependentes do comprimento de onda da excitação na faixa de 200 a 420 nm, permitindo exibição multicolorida visível em azul, verde, amarelo, branco e vermelho, com potencial aplicação em tecnologia multicolorida de identificação antifalsificação e controle fluorescente.

关键词

fósforo; excitação ajustável; emissão multicolorida; autenticação fluorescente antifalsificação; íons Tb3+

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