《稀土离子掺杂碱土金属硼磷酸盐材料的制备及光谱性质》由会员分享，可在线阅读，更多相关《稀土离子掺杂碱土金属硼磷酸盐材料的制备及光谱性质（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要奉论文的主要由两个部分组成，医用闪烁体材料碱金属硼磷酸盐M B P O ；：C e ”( M = C a 、S r 、B a ) 的制备和光学性质；C a B P O s ：7 f b 3 - ，S m ”材料中的能量传递研究。在篇一章中对闪烁体材料进行了概述，并分析了选择硼磷酸盐和C e 3 + 离子进行研究的原因。利用高温固相反应法制备了碱土金属硼磷酸盐M B P O ，( M = C a 、S r 、B a ) 的纯相基质材料，并结合X R D 和F T - I R 等结构分析和热重一差热反应分析阐述了高温固相法合成材料时的一些要点。实现了c e 3 + 的掺杂，在室温下测量了材料的
2、真空紫外激发光谱及发射光谱，分析了C e ”的f - d 跃迁光谱特性，并对其随碱土金属离子变化引起的光谱变化做了分析和解释。测量了材料的荧光衰减曲线，发现c e “ 在B a B P O s 中的荧光寿命约为2 5 n s ，证实了其在闪烁体方面的应用前景。在第二章中，制备了T b ”及s E 单掺及共掺杂的C a B P 0 5 样晶，通过对激发谱和发射谱的测量和分析，证实了共掺杂样品中存在T b ”离子到S m 3 + 离子的有效的能量传递，并利用选择激发下的发射光谱和激光激发下的相关离子荧光衰减硅封线测量，对这个能量传递过程进行了细致的分析。对发射谱和衰减越线的一些要点进行了解释。极低
3、浓度( 0 1 ) 下S m ”发光在T b ”敏化下的大大增强，顶示了其在分子荧光探针方面有良好的应用前景。A b s t r a c tT h i st h e s i sm a i n l yc o n s i s t st w op a r t s ：t h ef i r s tp a r tt a l k sa b o u tt h es y n t h e s i sp r o c e s sa n ds p e c t r o s c o p i cp r o p e r t i e sa n a l y s i so ft h es c i n t i l l a t o rm
4、 a t e r i a l ：M B P O s ：C e 3 + ( M = C a ，S t , B a ) ，a n di nt h es e c o n dp a r t ，w ed i s c u s s e dt h ee f f e c t i v ee n e r g yt r a n s f e rp r o c e s si nC a B P 0 5 ：T b 。S m 3 + I nC h a p t e rO n e ，w ef i r s tg i v ea no v e r v i e wo nt h es c i n t i l l a t o rm a t e
5、 r i a l s ，a f t e rw h i c hw es h o w e dt h er e a s o n st h a tw h yw ec h o o s ea l k a l i n ee a r t hb o r o p h o s p h a t em a t e r i a l sa sh o s ta n dt r i p l e tc e r i u ma sd o p i n gl u m i n e s c e n tc e n t er T h eM B P O s ( M f C a ，S r , B a ) s a m p l e sw e r es y
6、 n t h e s i z e db ys o l i ds t a t er e a c t i o n W i t ht h es t r u c t u r a lp r o p e r t i e sc h a r a c t e r i z e db yX - r a yd i f f r a c t i o n ( X R D ) a n dF o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( F T - I R ) ，w ed i s c u s s e ds o m ei m p o r
7、t a n tp o i n t so nt h es y n t h e s i sp r o c e s ss u c ha sf l u xh e r e T h ep u r eh o s tm a t e r i a lw a so b t a i n e da n dt r i p l e tc e r i u mw a ss u c c e s s f u l l yd o p e d T h ee x c i t a t i o ns p e c t r ai nt h ev a c u u mu l t r a v i o l e tf v u v ) 一u l t r a
8、v i o l e t ( U V ) r e g i o na n dt h ee m i s s i o ns p e c t r ao fC e 3 + i nt h e s es a m p l e sw e r er e c o r d e d T h et y p i c a l5 d _ 4 fe m i s s i o n so fC e 3 + w e r eo b s e r v e d T h ee f f e c t so fa l k a l ie a r t hi o n so nt h ee x c i t a t i o ns p e c t r aa n de
9、 m i s s i o ns p e c t r aw e r ep e r f o r m e da n dd i s c u s s e d T h el i f e t i m eo fC e 3 + e m i s s i o ni nB a B P O si sm e a s u r e dt ob ea b o u t2 5u s ，w h i c hm e e tt h ed e m a n do fs e i n t i l l a t o rf o rt h es h o r tI i r e t i m e I nC h a p t e rT w o ，b yt h es
10、 a m es y n t h e s i sm e t h o d ，w eu s e dT b 3 + a n dS m 3 +i n s t e a do fC e 3 + a sd o p a n t T h eb 订g h ty e l l o w r e dl i g h te m i t t e db yT b 3 + S m 3 +c o d o p e dm a t e r i a li n c r e a s e do u ri n t e r e s t w em e a s u r e dt h et h ee x c i t a t i o ns p e c t r
11、aa n de m i s s i o ns p e c t r ao fb o t hc o - d o p e da n ds i n g l ei o nd o p e dm a t e r i a l ，a n dd e d u c e da ne f f i c i e n te n e r g yt r a n s f e rp r o c e s sf r o mT b 3 + t oS m p ：T b 3 + ( 5 D 4 ) + S m 3 + ( 6 l 1 5 尼) 呻T b 3 + ( 7 F 6 ) + S m 3 + ( 4 G 7 ，2 + 4 1 9 ，2
12、+ 4 M l s ，2 + 4 I l l ，2 +4 1 1 3 ，2 ) T h es e l e c t i v ee x c i t a t i o ne m i s s i o ns p e c t r aa n dt h el u m i n e s c e n c ed e c a yc u r v e su n d e rp u l s e dl a s e re x c i t a t i o nW e r er e c o r d e d T h e s er e s u l t ss u p p o r to u rc o n c l u s i o na n dg i
13、 v es o m ed e t a i l e di n f o r m a t i o no nt h ed y n a m i cp r o c e s s T h eh i g ht r a n s f e re f f i c i e n c ys h o w sap o t e n t i a la p p l i c a t i o ni nl u m i n e s c e n tp r o b e s ! 旦塑兰蔓查查兰坠兰生墼堕! ：璧! 妻1 引言1 1 新型功能材料【l 】绪论材料的使用和发展是标志人类进步的重要里程碑。在人类即将进入知识经济信息时代的今天，材料与能源、
14、信息并列为现代科学技术的三大支柱。其作用和意义是不言恧喻的。假如没有半导体材料的发现和发展，便不可能有今天的微电子工业：正因为有了低损耗的光导纤维，当今世界蓬勃发展的光纤通讯才得以实现。现代科学技术的迅猛发展，使得适应高技术的各种新型功能材料尤如阿后春笋，不断涌现，它们赋予高技术以新的内涵，促进了高技术的发展和应用的实现。材料的发展最早是从结构材料开始的，结构材料是指能承受外加载荷而保持其形状和结构稳定的材料，如建筑材料、机器制造材料等，它具有优良的力学性能，在物件中起着“力能”的作用。材料发展的第一阶段是以结构材料为主的阶段。凶此把结构材料称为第一代材料。第二代材料被称为“功能材料”，是指具
15、有种或几种特定功能的材料，如磁性材料、光学材料等，它具有优良的物理、化学和生物功能，在物件中起着“功能”的作用。虽然其发展历史与结构材料一样悠久，但是人们使用“功能材料”这一名词来描述它们还是近三十年来的事情。功能材料的概念是由美国贝尔研究所J A M o r o n 博士在1 9 6 5 年首先提出来的，后经日本各研究所、大学和材料学会的大力提倡，很快受到了各国材料科学界的重视和接受，这主要是由高技术产业的发展所致。因为高技术体现了当代的最新科学技术成就，必然要求与之适应的各种新材料，尤其是新型功能材料。自2 0 世纪6 0 年代以来，各种现代技术如微电子、激光、红外、光电、空间、能源、计算
16、机、机器人、信息、生物和医学等技术的兴起，强烈刺激了功能材料的发展。为了满足这些现代技术对材料的需求，世界各国都非常重视功能材料的研究和开发。同时，由于固体物理、圆体化学、量子理论、结构化学、生物物理和生物化学等学科的飞速发展，以及各种制各功能材料的新技术和现代分析测试技术在功能材料研究和生产中的实际应用，! 型堡查盔兰堡圭堂壁堡兰些 堡! l 童许多新的功能材料不仅已在实验室中研制出来，而且已批量生产和得到应用，并在刁；同程度上推动或加速T 各种现代技术的进一步发展。功能材料迅速发展是倒料发展第二阶段的主要标志，因此把功能材料称为第二代材料。总之，由于高技术发展的需要，强烈刺激现代材料向功能材料方向发展，使得新型功能材料异军突起，赋予高技术以新的内涵，促进了各种高技术的发展和应用的实现。l - 2 稀土功能材料 2 6 1在众多的新型功能材料领域中，稀土材料由于其独特的性质而占据一席之地，被人们称为新材料的“宝库”，倍受国内矫科学家的关注。稀土元素包括元累周期表中的镧系元索和第- - N 族的钪、钇，共
