Синтез и исследование световых свойств материала для стресc-люминесценции с управлением ловушками Mg3Y2Ge3O12:Tb3+
摘要
По сравнению с разрушающимися материалами для стресc-люминесценции, материалы для стресc-люминесценции с управлением ловушками обладают значительными преимуществами, такими как отсутствие повреждений структуры и возможность многократного свечения, демонстрируя широкие перспективы применения в областях визуализации напряжения, противодействия подделкам и датчиков напряжения. Разработка высокоэффективных материалов для стресc-люминесценции с управлением ловушками имеет важное значение для продвижения практического применения технологии стресc-люминесценции. В данном исследовании успешно синтезирован новый материал для стресc-люминесценции с управлением ловушками Mg3Y2Ge3O12:Tb3+. С помощью рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии, эксцитационной и эмиссионной спектроскопии, кривых затухания послесвечения, спектров послесвечения, термолюминесцентных карт, спектров стресc-люминесценции, сбора мгновенных фотонных сигналов и пьезоэлектрической силовой микроскопии систематически изучена его кристаллическая структура, световые характеристики и механизм многократной стресc-люминесценции. Результаты показали, что спектры излучения в трех режимах — фотолюминесценции, послесвечения и стресc-люминесценции у Mg3Y2Ge3O12:Tb3+ совпадают с высокой степенью, а яркое зеленое свечение в основном обусловлено переходом Tb3+ 5D4→7F5. Анализ термолюминесценции показал, что широкополосные ловушки носителей внутри материала являются важной причиной реализации длительного послесвечения и многократной стресc-люминесценции. Результаты циклического трения показали хорошую линейную зависимость интенсивности стресc-люминесценции от давления механического раздражения, и после затухания свечение может быть полностью восстановлено до исходного уровня с помощью ультрафиолетового облучения. Характеристика пьезоэлектрической силовой микроскопии дополнительно подтвердила, что локальный пьезоэлектрический эффект, вызванный механическим напряжением, играет ключевую стимулирующую роль в многократной стресc-люминесценции материала. Эта работа не только расширила исследовательскую систему высокоэффективных материалов для многократной стресc-люминесценции, но и предоставила важную экспериментальную основу для глубокого понимания механизма свечения.
关键词
Стресc-люминесценция;многократность;ловушки;пьезоэффект