Propiedades de emisión del fósforo multicolor Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ relacionado con centros emisores de impurezas Mn4+

ZHANG Haoqi ,  

DING Qingyang ,  

CHEN Fayi ,  

MIAO Yuqing ,  

YU Dechao ,  

ZHANG Dawei ,  

摘要

El desarrollo de materiales fluorescentes multicolores dopados con tierras raras de alto rendimiento es una base necesaria para el desarrollo de tecnologías avanzadas de protección contra falsificaciones mediante fluorescencia. En este artículo, se preparó una serie de fosforescentes Mg7Ga2GeO12 dopados con Tb3+ mediante el método sólido a alta temperatura, y se caracterizaron sistemáticamente mediante difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de dispersión de rayos X por energía (EDS) para analizar la fase, el tamaño de partícula, la morfología microscópica y la distribución de elementos, confirmando la producción de fósforos puros con estructura irregular de tamaño micrométrico y buena cristalización. Bajo excitación ultravioleta de 377 nm, las muestras de Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ producen una eficiente emisión característica azul-verde de Tb3+, con una concentración óptima de dopaje del 20% Tb3+, pero también emiten un pico en rojo a 660 nm que no corresponde a ninguna transición radiativa de los iones Tb3+. Mediante espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) y análisis espectroscópicos estacionarios/transitorios, junto con revisión bibliográfica, se confirmó que la emisión roja ~660 nm proviene de la transición electrónica Mn4+ 2Eg4A2g, con el Mn como impureza procedente de las materias primas. Combinando las propiedades fluorescentes de los iones Tb3+ y las impurezas Mn4+, las muestras Mg7Ga2GeO12∶Tb3+ muestran características de emisión ajustables dependientes de la longitud de onda de excitación en el rango de 200 a 420 nm, permitiendo una visualización multicolor con azul, verde, amarillo, blanco y rojo, con potencial aplicación en tecnología multicolor de protección anticounterfeiting y control fluorescente.

关键词

fósforo; excitación ajustable; emisión multicolor; protección fluorescente anticounterfeiting; iones Tb3+

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