Nedávno oddelenie pokročilých laserových a optoelektronických funkčných materiálov Šanghajského inštitútu optiky a presných strojov (SIPM) Čínskej akadémie vied (CAS) skúmalo mechanizmus luminiscenčných spektrálnych zmien Eu2+ v boritanu bárnatom sklo prostredníctvom elektrónovej paramagnetickej rezonancie (EPR) a súvisiace výsledky výskumu sú zhrnuté v článku „Elektrónová paramagnetická rezonancia a luminiscenčné vlastnosti Eu2+ v boritanovom skle bárnatém“. Výsledky výskumu boli publikované v Ceramics?International pod názvom "Elektrónová paramagnetická rezonancia a luminiscenčné vlastnosti Eu2+ v oxyfluoridových bárnatých boritanových sklách".
Boritanové sklá alkalických kovov sa často používajú ako luminiscenčné substrátové sklá pre ióny vzácnych zemín, pretože majú vysokú transparentnosť a dobrú rozpustnosť vzácnych zemín. Eu2+ je bežný luminiscenčný ión vzácnych zemín a zvyčajne sa dopuje ako aktivátorový ión v substrátové materiály, ako sú sklá a fosfor. 5d energetická úroveň vonkajšej vrstvy Eu2+ je citlivá na vplyv vonkajšieho prostredia, aby sa vytvorila energetická úroveň rozdelenia, čo vedie k vytvoreniu luminiscenčnej vlnovej dĺžky 5d{ {4}}f skok z Eú2+. skok posunu vlnovej dĺžky luminiscencie. Výsledkom je, že Eu2+ môže vyžarovať svetlo v rozsahu od fialovej po červenú v závislosti od materiálu substrátu, vďaka čomu sú materiály dopované Eu2+ veľmi všestranné.
Spektrum elektrónovej paramagnetickej rezonancie (EPR) Eu2+ sa vyznačuje spektrom v tvare písmena „U“, takže EPR možno použiť na detekciu prítomnosti Eu2+ a prostredia koordinačného poľa okolo Eu2+. V tejto štúdii sa analyzoval vplyv sklenených zložiek na intenzitu poľa ligandu okolo Eu2+ skúmaním zmien charakteristických vrcholov EPR signálu Eu2+ vo vzorkách skla s boritanom bárnatým.
Bárnaté sklo dopované Eu{0}} sa pripravilo v atmosfére CO a skúmal sa mechanizmus zmeny fluorescencie Eu{1}}. Zistilo sa, že zvýšenie obsahu bária v skle vedie k zvýšeniu intenzity koordinačného poľa okolo iónov Eu2+ a zvýšeniu 5d štiepenia energetickej hladiny Eu2+, čo spôsobuje červený posun emisných spektier. Zavedenie fluóru do skla spôsobuje zníženie sily koordinačného poľa okolo iónu Eu2+, čo potláča červený posun emisného spektra. Medzitým sa zistilo, že zvýšenie koncentrácie Eu2+ tiež spôsobuje červený posun emisného spektra, ktorý sa pripisuje účinku expanzie elektrónového mraku v 5d energetickej hladine, čo vedie k posunu stredu nadol 5d úrovne energie. Táto štúdia systematicky vysvetľuje dva mechanizmy, ktoré spôsobujú zmenu vlnovej dĺžky Eu2+ luminiscencie, a zisťuje, že fluoridové ióny môžu poskytnúť luminiscenčnému centru nízkopoľové koordinačné prostredie v blízkosti susedov, na základe ktorého môže štúdia viesť úprava farby luminiscencie Eu2+ dopovaného skla, fosforu a iných materiálov.
Súvisiaci výskum podporila Národná nadácia pre prírodné vedy v Číne.
Obr. 1 (a) Schéma s červeným posunom emisných spektier vzoriek skla BOxE10 a (b) BFxE10
2 Schematické diagramy emisných spektier vzoriek skla BO20Ey a BF20Ey s červeným posunutím Obr.
