稀土Dy离子在Ge-Ga-S玻璃陶瓷中化学配位环境研究 - 硫系玻璃 | 宁波大学红外材料及器件实验室
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稀土Dy离子在Ge-Ga-S玻璃陶瓷中化学配位环境研究
作者: irglass 时间: 2015-10-20 浏览:2,446 次

近期澳大利亚国立大学与我们实验室合作对稀土Dy3+离子掺杂Ge28.125Ga6.25S65.625微晶硫系玻璃中掺杂稀土离子的局域化学环境进行了深入研究。研究发现微晶化后的Ge28.125Ga6.25S65.625玻璃在2.93.5μm发光增强了12倍。通过透射电镜得出,玻璃中微晶分布均匀大小为50nm左右;元素分布测量显示形成了Ga2S3晶体,但由于Dy离子掺杂量少以及Dy离子M壳层电子能量损失谱与Ge离子和Ga离子L壳层电子能量损失谱的吸收尾重叠,所以不能检测出Dy离子的分布。通过EDS可以清晰的检测出Dy离子的存在,并证明Dy离子聚集在Ga富集的区域。

另一方面,Dy离子的发光谱和吸收谱在玻璃微晶化前后只有强度的变化并没有谱型的变化,说明Dy离子并没有受到晶体的晶场影响,因此我们认为Dy离子分布在晶体颗粒的表面。进一步的分析我们认为,Dy离子发光的增强并不是来源于晶格的作用,而是Ga2S3晶体提高了局域环境的折射率,增强了稀土离子的自发辐射效率,再者Ga2S3晶体起到了分散作用,抑制了稀土离子的团簇。相关研究成果发表在Applied Physics Letters,2015,107(17)161901-4 .

 (a) Ge28.125Ga6.25S65.625玻璃微晶化后晶粒分布; (b)Ga-(c)Ge-(d)S-元素的分布。

 Ge28.125Ga6.25S65.625微晶硫系玻璃中Dy离子的(a)荧光谱,(b)吸收谱。