Свойства верхнепереходного свечения Er3+/Yb3+ в Y2MoO6 и расчеты по теории Judd-Ofelt

WU Kunyao ,  

MIAO Zifan ,  

WANG Yanan ,  

LU Yuanyuan ,  

LI Zhao ,  

摘要

Была подготовлена серия порошков с верхнепереходным люминесцентным материалом Y2MoO6∶0.01Er3+/xYb3+ с разной концентрацией ионов Yb3+ (0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09, 0.11) методом высокотемпературного твердотельного синтеза. Исследование люминесцентных свойств проводилось с помощью рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), спектров испускания люминесценции, кривых затухания люминесценции и расчетов по теории Judd-Ofelt. Экспериментальные результаты показали, что Y2MoO6∶0.01Er3+/xYb3+ относится к моноклинной фазе, образец имеет высокую чистоту, а размеры внедренных ионов не изменяют структуру матрицы. При возбуждении на длине волны 980 нм, с увеличением содержания Yb3+, интенсивность спектрального излучения сначала увеличивается, затем уменьшается, достигая максимума при содержании 0.09, при этом образец излучает зеленый свет, после чего происходит концентрационное подавление. Согласно теории переноса энергии Декстера, доминирующим фактором концентрационного подавления является взаимодействие диполь-диполь. Зеленое излучение наблюдается в диапазоне 520~570 нм с уровнями переходов Er3+ 2H11/24I15/2 и 4S3/24I15/2. Красное излучение возникает в диапазоне 650~680 нм с переходом уровня Er3+ 4F9/24I15/2. Зеленое и красное излучения являются двухфотонными процессами. Спектральные параметры рассчитаны по теории J-O, при увеличении концентрации ионов Yb3+ параметры Ω2 составляют соответственно 0.16×10-20 см2, 0.28×10-20 см2, 0.38×10-20 см2, 0.39×10-20 см2, 0.56×10-20 см2 и 0.42×10-20 см2, достигая максимума при x=0.09. Это обусловлено тем, что в этот момент локальная симметрия светящегося центра минимальна, что увеличивает оверлап орбиталей и облегчает электронные переходы между уровнями, способствуя процессу верхнепереходного люминесцирования.

关键词

Двойное легирование Er3+/Yb3+; верхнепереходное свечение; перенос энергии; теория Judd-Ofelt

阅读全文