《鑥基微晶玻璃的設計、螢光性能與閃爍體性能研究》是依託浙江師範大學，由郭海擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鑥基微晶玻璃的設計、螢光性能與閃爍體性能研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭海
- 依託單位：浙江師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目屬於發光學與材料學的交叉領域。由於透明微晶玻璃的優勢和鑥基材料在閃爍體方面的重要套用，開發Lu基微晶玻璃閃爍體具有非常重要的意義。 基於課題組在微晶玻璃、發光玻璃等的製備、性能、發光機理方面紮實的研究基礎與完備的實驗條件，我們擬以稀土離子摻雜的納米BaLuF5、LuF3微晶玻璃為研究對象，以開發新型高效的微晶玻璃閃爍體為研究目標，以解決其中涉及的基礎問題為研究內容。 主要從實驗的角度、通過製備工藝和組分最佳化、結合析晶動力學和稀土光譜理論，系統開展Lu基微晶玻璃的製備、結構、螢光和閃爍體性能的研究。重點研究稀土離子在微晶玻璃中的發光動力學過程和機理：分析稀土離子的分布與格位；確定離子間能量傳遞的物理機制；研究閃爍體性能與組分、工藝的關係；分析微晶玻璃的性能與晶體、透明陶瓷的異同。探索高質量Lu基微晶玻璃設計和製備中的關鍵技術和科學方法。為閃爍微晶玻璃的套用提供理論指導和技術支持。
結題摘要
結合Lu基微晶玻璃的優勢及其在閃爍體材料等方面的套用前景，本項目主要從實驗的角度、通過製備工藝和組分最佳化、結合析晶動力學和稀土光譜理論，系統開展Lu 基微晶玻璃的製備、結構、螢光和閃爍體性能的研究。重點研究稀土離子在微晶玻璃中的發光動力學過程和機理：分析稀土離子的分布與格位；確定離子間能量傳遞的物理機制；研究閃爍體性能與組分、工藝的關係；分析微晶玻璃的性能與晶體、透明陶瓷的異同。探索高質量Lu 基微晶玻璃設計和製備中的關鍵技術和科學方法。 本項目主要獲得了如下重要結果及關鍵數據。 開發了系列稀土氟化物微晶玻璃體系，主要包括KLu2F7 , KYb2F7, KTb2F7 , Sr2YbF7, Sr2YF7, Sr2GdF7, K3YF6, K3LuF6, Na5Gd9F32, Lu6O5F8等體系。系統研究了Eu3+、Er3+、Ho3+、Tb3+在微晶玻璃中的螢光性質。研究了摻雜的RE3+在微晶玻璃中的局域環境、析出晶相對微晶玻璃發光性能的影響，觀察到RE3+發光的增強現象，研究了RE3+的發光動力學過程和發光機理。 獲得了閃爍性能優異的微晶玻璃，包括KLu2F7:Tb3+, KTb2F7, BaLuF5:Tb3+, Lu6O5F8:Tb3+, Na5Gd9F32:Tb3+, Sr2GdF7:Tb3+等體系。主要研究了摻雜的Tb3+在這些體系中，光致發光及X射線激發發光（X-EL）的增強現象，分析了光致發光與X-EL發光機理的異同。特別地，Lu6O5F8:Tb3+, Na5Gd9F32:Tb3+和Sr2GdF7:Tb3+的效率分別達到了商用BGO晶體的63, 130 and 210%。結果表明Lu基微晶玻璃效果已經達到了我們的預期目標（60%）；同時發現Gd基微晶玻璃的性能更佳。 開展了上轉換髮光及溫度感測方面的研究。在Er3+摻雜的微晶玻璃系統中，獲得了性能優異的光學溫度感測性能，SA-max最佳為62.14*10-4K-1@560K，SR-max最佳為1.39%K-1@300K。探索了Tm3+摻雜體系的溫度感測性能，獲得了更高的靈敏度，SA-max最佳為3.9%K-1@563K，SR-max最佳為1.97%K-1@353K。 本項目豐富了對稀土離子摻雜的Lu基微晶玻璃的認識和了解，拓展其套用領域；為閃爍微晶玻璃的套用提供理論指導和技術支持。
