Preparación, características lumínicas y estudio de seguridad fluorescente del vidrio auto-cristalizado BaF2 triplemente dopado con Pr3+/Gd3+/Ce3+

HUANG Ying ,  

JIN Tongtong ,  

LI Zihan ,  

LV Mengting ,  

LIU Yirong ,  

ZHANG Xiaoshan ,  

YU Dechao ,  

ZHANG Dawei ,  

摘要

El vidrio microcristalino dopado con fluoruro de tierras raras, debido a su estructura única y propiedades de luminiscencia, muestra amplias perspectivas de aplicación en varios campos, como la visualización tridimensional, los láseres de fibra óptica, la iluminación láser y las fuentes de luz infrarroja cercana. En este artículo, se preparó mediante fusión a alta temperatura una serie de vidrios transparentes auto-cristalizados BaF2 triplemente dopados con Pr3+/Gd3+/Ce3+, y se realizó un análisis sistemático de las fases, estructura cristalina, morfología y tamaño de partículas de los diferentes materiales sintetizados mediante difracción de rayos X, refinamiento estructural Rietveld y microscopía electrónica de transmisión. Se confirmó la auto-cristalización de los nanocristales de BaF2 en el sistema de vidrio microcristalino SiO2-B2O3-Na2CO3-BaF2. Bajo excitación a 444 nm y 586 nm, la intensidad de la luminiscencia visible y de infrarrojo cercano de los iones Pr3+ en la muestra mostró una tendencia de aumento seguida por disminución con el incremento en la concentración de Gd3+, indicando un efecto regulador significativo de Gd3+ en la luminiscencia de Pr3+. Bajo excitación a 320 nm, Ce3+ emitió una banda ancha de luz ultravioleta con un pico en 370 nm mediante la transición 5d → 4f, y transfirió energía directamente al nivel 1D2 de Pr3+, induciendo emisión característica de este nivel. Finalmente, esta muestra de vidrio microcristalino mostró un color magenta bajo iluminación azul de 444 nm y un color púrpura bajo iluminación ultravioleta de 320 nm; su polvo en una placa de cobre formó un patrón anti-falsificación con un cambio notable de color, logrando con éxito la función de seguridad fluorescente y cifrado de información.

关键词

vidrio microcristalino;Pr3+;transferencia de energía;control del color de la luz;seguridad fluorescente

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