研究目的
通过紫外光谱和光致发光光谱研究Li2O和K2O等二价氧化物对掺杂Sm3+和Dy3+离子的硼酸钾锂玻璃吸收与发光性能的影响。
研究成果
掺杂Sm3?和Dy3?离子的硼酸锂钾玻璃展现出独特的吸收与发射特性,并检测到高灵敏度跃迁。由于观测到明亮的黄光和橙光发射,其发射光谱在紫外传感器、彩色光源及可调谐可见光激光器等光学器件应用方面具有潜力。
研究不足
该研究仅限于特定玻璃成分及掺杂浓度(各为0.4摩尔%);成分变化或更高掺杂水平可能导致不同结果。与晶体材料相比,玻璃的非晶态特性可能影响重现性。设备分辨率和灵敏度可能限制对微弱跃迁的检测。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用熔融淬火法制备玻璃样品,通过X射线衍射表征其非晶特性,利用紫外-可见-近红外分光光度计获取吸收光谱,采用发光分光光度计记录发射光谱。理论模型包含用于计算跃迁概率的Judd-Ofelt理论。
2:样品选择与数据来源:
使用高纯度原料(H3BO3、Li2CO3、MgO、Sm2O3、Dy2O3)制备组成为20Li2O–10K2O–70B2O3并掺杂0.4 mol% Dy3+和0.4 mol% Sm3+的玻璃样品。数据采集自室温下的光学测量。
3:Li2COMgO、Sm2ODy2O3)制备组成为20Li2O–10K2O–70B2O3并掺杂4 mol% Dy3+和4 mol% Sm3+的玻璃样品。数据采集自室温下的光学测量。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括岛津3101型紫外-可见-近红外分光光度计(波长范围200-2000 nm,分辨率0.1 nm,配备R-928检测器)、珀金埃尔默LS55发光分光光度计(含Monk-Gillieson单色仪和光电二极管检测器)、铂坩埚及熔融退火用炉体。材料包含硼酸、碳酸锂、氧化镁、三氧化二钐、三氧化二镝。
4:1 nm,配备R-928检测器)、珀金埃尔默LS55发光分光光度计(含Monk-Gillieson单色仪和光电二极管检测器)、铂坩埚及熔融退火用炉体。材料包含硼酸、碳酸锂、氧化镁、三氧化二钐、三氧化二镝。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:将粉末混合研磨40分钟,在铂坩埚中1200°C熔融1小时,于不锈钢板急冷,400°C退火3小时??樘逖凡饬课展馄?,特定激发波长(如Dy3+用450 nm,Sm3+用480 nm)下测量发射光谱。
5:数据分析方法:
物理性质(密度、折射率等)通过数学公式计算得出。光学带隙由吸收边计算获得。发射峰根据能级归属特定跃迁。
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UV-Vis-NIR Spectrophotometer
3101
Shimadzu
Measure optical absorption spectra in the visible and near ultraviolet region
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Luminescence Spectrophotometer
LS55
Perkin Elmer
Investigate emission spectra of samples, including excitation and emission measurements
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Platinum Crucible
Used for melting the glass samples at high temperatures
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Furnace
Used for heating and annealing the glass samples
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