Preparação, propriedades luminescentes e estudo de segurança fluorescente do vidro autocristalino BaF2 triplo dopado com Pr3+/Gd3+/Ce3+

HUANG Ying ,  

JIN Tongtong ,  

LI Zihan ,  

LÜ Mengting ,  

LIU Yirong ,  

ZHANG Xiaoshan ,  

YU Dechao ,  

ZHANG Dawei ,  

摘要

O vidro microcristalino de fluoreto dopado com terras raras, devido à sua estrutura única e propriedades luminescentes, apresenta amplas perspectivas de aplicação em vários campos, como exibição tridimensional, laser de fibra óptica, iluminação a laser e fontes de luz infravermelha próxima. Este artigo utiliza o método de fusão em alta temperatura para preparar uma série de vidros transparentes autocristalizados BaF2 triplamente dopados com Pr3+/Gd3+/Ce3+, e analisa sistematicamente a fase, estrutura cristalina, morfologia e tamanho das partículas dos materiais sintetizados por difração de raios X, refinamento estrutural de Rietveld e microscopia eletrônica de transmissão, confirmando a característica autocristalina dos nanocristais de BaF2 no sistema de vidro microcristalino SiO2-B2O3-Na2CO3-BaF2. Sob excitação a 444 nm e 586 nm, a intensidade da emissão visível e do infravermelho próximo dos íons Pr3+ na amostra exibe uma tendência de aumento seguido por diminuição com o aumento da concentração de Gd3+, indicando um efeito regulador significativo de Gd3+ na emissão de Pr3+. Sob excitação a 320 nm, Ce3+ emite uma banda ultravioleta larga com pico em 370 nm por meio da transição 5d→4f, transferindo energia diretamente para o nível 1D2 de Pr3+, induzindo a emissão característica de Pr3+ 1D2. Finalmente, esta amostra de vidro microcristalino apresenta cor magenta sob irradiação azul a 444 nm e cor violeta sob irradiação ultravioleta a 320 nm, e o padrão antifalsificação construído com seu pó sobre uma placa de cobre pode realizar uma mudança de cor significativa, implementando com sucesso funções de segurança fluorescente e criptografia de informações.

关键词

vidro microcristalino;Pr3+;transferência de energia;controle de cor da luz;segurança fluorescente

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