【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光單元技術(shù)實(shí)驗(yàn)室陳丹平研究員團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)BaF2-B2O3玻璃的橘紅色自發(fā)光現(xiàn)象，相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Non-Crystalline Solids。

　　稀土離子4f殼內(nèi)強(qiáng)烈而尖銳的電子躍遷，使其常被用來制備激光材料和熒光粉。但是稀土摻雜的LED材料面臨著兩個問題，一是由于熒光粉涂層透明度較低，光散射較大，導(dǎo)致LED的發(fā)光效率降低。二是稀土材料的不可再生性以及環(huán)境污染問題。開發(fā)較為環(huán)保的無稀土高效熒光LED材料成為以后的研究方向。
 

　　本研究發(fā)現(xiàn)，在CO還原氣氛下制備的不含稀土離子的透明BaF2-B2O3玻璃體系在近紫外光下表現(xiàn)出橙紅色自發(fā)光，在約397 nm的寬帶光激發(fā)下，產(chǎn)生以650 nm為中心的550~850 nm寬帶發(fā)光。
 

圖1 玻璃樣品在(a)365 nm紫外燈和(b)日光燈下的照片
 

　　圖 2(a)xBaF-C玻璃的激發(fā)光譜；(b)xBaF-C 和40BaF-A玻璃的熒光光譜
 

　　為了探究自發(fā)光現(xiàn)象的機(jī)理，研究人員在還原氣氛和空氣氣氛下的進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)。并基于熒光光譜、電子自旋共振、拉曼和X射線光電子能譜的結(jié)果，推斷在還原氣氛導(dǎo)致玻璃中B3+被還原為B2+，B2+的s→p躍遷引起的熒光發(fā)射。本論文提出B2+的發(fā)光現(xiàn)象，為此玻璃發(fā)光現(xiàn)象的研究提供新的思路。該研究開發(fā)的橙色自發(fā)光玻璃材料，無稀土離子摻雜、透明性高、原料成本低、制備工藝簡單、具有較寬的熒光發(fā)射帶，在新型橙光LED玻璃中具有潛在的應(yīng)用前景。
 

圖3 40BaF-C和40BaF-A樣品電子順磁共振譜
 

圖4 (a)40BaF-C和(b)40BaF-A樣品的B 1s XPS圖譜