论文摘要
本文利用溶胶-凝胶法制备了B、Eu共掺杂和B、Tb共掺杂SiO2基质材料,通过改变体系中硼离子的含量,研究了B离子对Tb3+发光性能的影响,利用差热-热重、红外光谱、XRD分析了材料的微结构。利用荧光激发光谱和发射光谱研究了材料的发光性质及B对稀土离子发光性质的影响。差热-热重和XRD分析表明:120℃时B、Eu共掺杂SiO2基质材料和B、Tb共掺杂SiO2基质材料中的水和有机物已基本除去,温度高于350℃时挥发性成分全部除去了。经800℃退火处理后的样品是非晶态结构,同时也表明在掺杂浓度范围内Eu3+和Tb3+并未形成其它的相,还是以Eu离子和Tb离子形式存在。红外光谱测试结果表明,随着B掺杂量的增加,经800℃退火处理后的样品材料中,B参与到了Si—O网络中,形成了Si—O—B键,破坏了原来的网络结构。B、Eu共掺杂发光材料激发光谱和发射光谱分析表明:以613nm为监测波长,得到的B、Eu共掺杂SiO2发光材料的激发光谱中,显示了多个激发峰,分别是O2-—Eu3+电荷跃迁,Eu离子的7F0—5F4、7F0—5L3、7F0—5D4、7F0—5L7、7F0—5L6、7F0—5D3、7F0—5D2的跃迁,其中395nm处的Eu离子的7F0-5L6跃迁为最强。用Eu离子的7F0-5L6跃迁的激发波长395nm为激发能量时,产生Eu离子的特征5D0→7FJ（J=0 ,1,2,3,4）的跃迁峰。B的掺入明显地增强了材料的发光强度。当Si : B小于58 : 1时材料的发光强度没有很明显的改变,当Si : B为58 : 1时发光有了明显的增加,并伴有2nm的蓝移。在200℃—800℃范围内发光强度随退火温度的增加而增加,但当温度増到850℃时发光强度反而降低。退火温度主要对Eu3+的发光强度有影响,而对主峰的位置影响不大。B、Tb共掺杂发光材料激发光谱和发射光谱分析表明:以543nm为监测波长,得到的B、Tb共掺杂SiO2基质材料800℃退火后的激发光谱中,显示了多个激发峰,它们分别为4f8-4f75d1跃迁（7F-7D）,4f8-4f75d1跃迁（7F-9D,△S=1）和7F6-5D2,7F6-5L10,7F6-5D3 ,7F6-5D4跃迁。以236nm为激发波长,产生Tb离子的特征5D4-7F5、5D4-7F4和5D4-7F3的跃迁。B的掺入明显地增强了材料的发光强度,这可能是由于B把吸收光源的部分能量传递给Tb3+的缘故。当材料中Si和B的比值约为39 : 1时,Tb离子5D4-7F5跃迁位置变为550.2nm,红移了7nm,并且,在光谱中只发现5D4-7F5跃迁。此时,材料的单色性极好,具有很好的应用价值。在200℃～800℃范围内发光强度随退火温度的增加而增加,特别是在600℃～800℃时发光增强十分明显,但到850℃时发光强度反而降低。