Приготовление, светоизлучающие свойства и исследование люминесцентной защиты от подделок самокристаллизующихся стекол BaF2 с тройным легированием Pr3+/Gd3+/Ce3+

HUANG Ying ,  

JIN Tongtong ,  

LI Zihan ,  

LV Mengting ,  

LIU Yirong ,  

ZHANG Xiaoshan ,  

YU Dechao ,  

ZHANG Dawei ,  

摘要

Микрокристаллическое стекло с легированием редкоземельными фторидами обладает уникальной структурой и световыми свойствами, что открывает широкие перспективы применения в таких сферах, как стереоскопическое отображение, волоконные лазеры, лазерное освещение и ближние инфракрасные источники света. В данной работе методом высокотемпературного плавления были приготовлены серии самокристаллизующихся прозрачных стекол BaF2 с тройным легированием Pr3+/Gd3+/Ce3+. Фазовый состав, кристаллическая структура, морфология и размеры частиц различных образцов были систематически проанализированы с помощью рентгеновской дифракции, структурного рафинирования Ритвельда и просвечивающей электронной микроскопии, что подтвердило самокристаллизацию нанокристаллов BaF2 в системе микрокристаллического стекла SiO2-B2O3-Na2CO3-BaF2. При возбуждении на длинах волн 444 нм и 586 нм видимая и ближняя инфракрасная люминесценция ионов Pr3+ увеличивалась и затем уменьшалась с ростом концентрации Gd3+, что свидетельствует о значительном влиянии Gd3+ на люминесценцию Pr3+. При возбуждении 320 нм Ce3+ излучал широкий спектр ультрафиолетового света с пиком на 370 нм за счёт перехода 5d → 4f, а также напрямую передавал энергию на уровень 1D2 ионов Pr3+, вызывая характерное излучение с этого уровня. В итоге данный микрокристаллический образец под синим светом 444 нм светился маджентовым цветом, а под ультрафиолетом 320 нм — пурпурным, при этом порошок на медной пластине формировал антиподдельный рисунок с заметным переключением цвета, успешно реализуя функции люминесцентной защиты от подделок и шифрования информации.

关键词

микрокристаллическое стекло;Pr3+;передача энергии;управление цветом света;люминесцентная защита от подделок

阅读全文