K2LaBr5∶Pr晶体的生长及发光性能研究

2021-09-22熊建辉王昊宇杨晨乐潘尚可陈红兵潘建国

人工晶体学报 2021年8期

关键词：生长

熊建辉，王昊宇，杨晨乐，潘尚可,2，陈红兵,2，潘建国,2

(1.宁波大学材料科学与化学工程学院，宁波 315211；2. 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，宁波 315211)

0 引言

稀土离子掺杂材料被广泛用于发光和激光等领域，其发光特性主要取决于4f壳层电子f-f组态之内跃迁或者f-d组态之间的跃迁[1]。随着4f壳层电子数的变化，稀土离子呈现出不同的电子跃迁形式以及丰富的能级跃迁。在所有的镧系离子中，作为激活剂的三价镨离子在基质中具有复杂的能级结构[2]，Pr3+的跃迁发射颜色强烈地依赖于掺杂Pr3+的基质晶格，具有从紫外到红外光谱范围特别丰富的发射光谱、理想的能级结构和激发态寿命。因此，Pr3+在全固态激光器[3]、上转换红光材料[4]、闪烁体[5-6]等多种发光应用材料中有广泛的应用。

掺杂稀土离子的K2LaX5(X=Cl、Br、I)由于晶体易生长、弱水解，近年来作为发光基质引起了人们的重视，在光学、发光和磁性性质等方面有大量研究报道。如Cybinska团队[7]报道了K2LaX5(X=Cl、Br、I)掺杂Pr3+晶体的上转换发光，对Pr3+的发光寿命进行了分析。而Loef团队[8]则报道了K2LaX5∶Ce3+(X=Cl、Br、I)的闪烁特性，并对该系列晶体的发光机制进行了阐述。

本文研究了K2LaBr5∶Pr晶体的生长工艺，得到了较大尺寸透明的晶块，研究了该晶体光致衰减时间、X射线激发发射光谱、光致发光光谱、透过率等光学性能。讨论了在4f 5d-4f2和带隙激发(452 nm紫外和X射线激发)下的K2LaBr5∶X%Pr(X=1、2、3、4、5)的发光特点。