《Ce3+/Eu3+摻雜Lu2O3-SiO2體系納米粉體的結構缺陷與光學性能研究》是依託煙臺大學，由鐘玉榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：Ce3+/Eu3+摻雜Lu2O3-SiO2體系納米粉體的結構缺陷與光學性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鐘玉榮
- 依託單位：煙臺大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目針對稀土離子摻雜納米粉體結構缺陷與發光性能的研究，在實驗技術上，採用溶膠-凝膠工藝製備Lu2SiO5:Ce(LSO:Ce)和Lu2Si2O7:Ce(LPS:Ce)納米粉體，採用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）和高分辨透射顯微鏡（HRTEM）觀察形貌和微觀結構；利用雷射格位選擇激發或同步輻射研究激活離子的光譜能級結構和格位對稱性以及高能量範圍的稀土離子的激發光譜；使用時間分辨光譜技術探索螢光壽命、螢光衰減、能量轉移等動力學特性。利用正電子湮沒技術研究納米發光粉體的微結構缺陷性質，通過研究缺陷性質等微觀量的統計平均與實驗的光譜特性等巨觀觀測量的關係，嘗試建立稀土粒子摻雜納米粉體的發光過程或發光機理的物理模型。
結題摘要
本項目針對Lu2O3-SiO2體系新型閃爍體Lu2SiO5:Ce(LSO:Ce)和Lu2Si2O7:Ce(LPS:Ce)納米粉體的製備、微觀缺陷性質與發光性能進行系統地研究。在實驗技術上，採用溶膠-凝膠工藝成功製備LSO:Ce和LPS:Ce納米粉體，利用掃描電子顯微鏡、X-ray衍射、正電子淹沒壽命譜對納米粉體的結構特性進行表征，研究熱處理溫度和離子摻雜濃度對納米粉體發射光譜性質的影響，探討納米發光粉體的微結構缺陷性質與光譜性質之間的關係，嘗試揭示微觀結構缺陷在稀土粒子摻雜納米粉體發光機制中的作用。 本研究所取得的重要結果或成果如下： （1）利用溶膠－凝膠法成功製備稀土離子摻雜的LSO和LPS納米晶，不同的Lu:Si比和熱處理溫度對粉末的相成分和結構有著重要的影響，其中Lu:Si＝2:1時形成純相LSO，Lu:Si＝1:2時形成純相LPS。 （2）以Ce離子為探針，研究熱處理溫度對LSO和LPS結構和發光性質的影響，發現發射光譜的性質與晶體結構以及Ce離子的占位有直接關係。光譜的特性（譜帶範圍和峰位）隨熱處理溫度的增加無明顯變化，但光譜的強度明顯增加。 （3）通過正電子壽命譜可以有效探測納米粉晶材料中微觀結構缺陷的性質。研究發現納米粉晶中存在著空位、微孔洞以及大孔洞等缺陷。粉晶中有效缺陷隨著熱處理溫度的升高而減少，與晶粒長大、晶格完整有關。缺陷作為猝滅中心對粉晶的發光性能有著重要的影響，有效缺陷越少，發光性質越好。 （4） Ce離子摻雜濃度對LPS粉晶發光性質有重要影響，當熱處理溫度為1400oC，摻雜濃度為0.25%時，發射光譜的強度最大，與粉晶中的有效缺陷減少，摻雜離子間能量傳遞的效率增加有重要關係。 （5） 利用共沉澱法、水熱法和微乳液法成功製備Eu離子摻雜Lu2O3納米粉體，其微觀結構缺陷與發光性質的研究結果進一步表明發射光譜強度與缺陷的種類和濃度有直接關係，有效缺陷越大，淬滅中心越多，從而光譜強度降低。 綜上，本研究取得的大量實驗數據對後期相關研究工作具有重要的參考價值。
