【湘潭大学徐昌富课题组】几种去羟基增强玻璃的近中红外发光的研究分享
由图可见,伴随着ZnF2逐渐取代PbF2,玻璃的近中红外发光逐渐增强。由于玻璃基质成分的改变,玻璃的最大声子能量是随着ZnF2用量的增加而逐渐增大的,玻璃最大声子能量增大一般会造成发光强度减弱,说明有别的因素存在。而(d)图显示,ZnF2逐渐取代PbF2,玻璃的羟基吸收强度逐渐减弱。根据(d)图利用公式α(OH-)=ln(T0/T)/l,N(OH-)=NAα(OH-)/ε计算结果如表1。
表1玻璃基质成分为50TeO2-(47.5-x)PbF2-xZnF2-1ErF3-1.5YbF3 (x=0, 10, 20, 30, 47.5)的羟基吸收系数与羟基浓度
parameter | Zn-0 | Zn-10 | Zn-20 | Zn-30 | Zn-47.5 |
α(OH-), cm-1 | 2.30 | 1.48 | 1.05 | 0.95 | 0.72 |
N(OH-) (×1019cm-3) | 2.817 | 1.814 | 1.287 | 1.165 | 0.882 |
根据表1的结果显示,随着ZnF2逐渐取代PbF2,玻璃中的羟基吸收系数逐渐减弱、羟基浓度逐渐减小,说明利用ZnF2取代PbF2制备出来的玻璃具有更低的羟基浓度,而羟基又是玻璃红外发光的淬灭中心,所以玻璃的发光强度随着玻璃中的羟基含量降低而增强。
相关研究成果:Z. Zhang, C. F. Xu, B. Huang, Y. Wang, J. T. Pei, C. Zheng, L. Z. Sun, Increasing ZnF2 content enhancing the near- and mid-infared emission in Er3+/Yb3+ codoped oxyfluorotellurite galsses with decreased hydroxyl, J. Lumin., 216 (2019) 116683. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116683
由图可见,加入微量的化学澄清剂硝酸根离子,可以让玻璃的近中红外发光大幅度的增强,而上转换发光强度基本上没有变化。由于玻璃基质成分并没有变化,发光增强可以认为是由玻璃中的羟基含量减少造成的,而硝酸根离子在高温分解释放出的气体造成玻璃中羟基含量的减少。
相关研究成果:Z. Zhang, C. Zheng, Y. Wang, J. T. Pei, L. Z. Sun, C. F. Xu, Removal of hydroxyl groups to enhance the near- and mid-infrared emission of heavy-metal oxyfluoride glasses by chemical clarification: Nitrate ions, J. Non-Cryst. Sol. 544 (2020) 120165, https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120165.
由图可见,加入微量的化学澄清剂硫酸根离子,可以让玻璃的近中红外发光大幅度的增强。由于玻璃基质成分并没有变化,发光增强可以认为是由玻璃中的羟基含量减少造成的,而羟基含量减少是由于硫酸根离子在高温分解释放出的气体造成玻璃中的羟基含量大幅度降低。
相关研究成果:C. Zheng, J. X. Li, Y. Liu, L. Z. Sun, C. F. Xu, High temperature clarifier ehancing the infrared emission of oxyfluorosilicate glass ceramics containing CaF2 nanocrystals, J. Non-Cryst. Sol. 561 (2021) 120753. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120753.
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