Yb2+掺杂Zr1-xSiO4长余辉发光材料性能及其发光机制研究

黄玲凤,谢鑫鑫

（闽南师范大学化学化工与环境学院,福建漳州363000）

长余辉发光材料也被称为夜光材料，将吸收的太阳光或人工光的能量部分储存起来，然后以可见光的形式缓慢释放出来.这些材料在应急照明、安全标志、信息储存、药物识别、防伪识别、传感和防撞等领域有着广泛的应用[1-3].

ZrSiO4属于I41 空间点群，锆石相是体心四方结构，在一个晶胞内含有4 个ZrO812-基团和4 个SiO44-基团，不仅具有良好的化学稳定性；也具有多种令人感兴趣的物理性质，例如高介电常数、高熔点等.此外，它是一种良好的耐火材料，具有低热膨胀系数和良好的抗热震性。同时锆石的晶体化学有利于稀土在Zr4+位点的结合，因此，稀土掺杂很容易在主体晶格的晶体环境中成为发光中心[4].

稀土离子的4f-5d 跃迁引起的发光特性在显示和照明器件中得到了广泛的研究.与被禁止的稀土离子的4f-4f 跃迁不同，宇称允许的4f-5d 跃迁通常表现出宽的激发和发射带.因为5d 轨道与邻近离子之间存在很强的相互作用，因此稀土离子的4f-5d跃迁的发光特性对环境非常敏感[5].具有4f-5d跃迁发光的典型稀土离子有Eu2+、Ce3+、Sm2+、Tm2+和Yb2+.Eu2+和Ce3+的发光性质在许多主体晶格中已经得到了广泛的研究.然而，关于Yb2+发光的报道很少.Yb2+的发光来源于从激发态4f135d1能级到基态4f14能级的电子跃迁[6].本文报道了Yb掺杂ZrSiO4蓝绿色长余辉发光材料的制备，并对其发光机理进行了探讨.

1 实验部分

1.1 实验原料和仪器

配制样品Zr1-xSiO4∶xYb2+用到的原料如下表1所示.

表1 制备Zr1-xSiO4∶xYb2+的化学……