Nedavno je Odjel za napredne laserske i optoelektroničke funkcionalne materijale Šangajskog instituta za optiku i precizne strojeve (SIPM) Kineske akademije znanosti (CAS) istražio mehanizam spektralnih promjena luminescencije Eu2+ u barijevom boratu stakla putem elektronske paramagnetske rezonancije (EPR), a povezani rezultati istraživanja sažeti su u članku "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in barium borate glass". Rezultati istraživanja objavljeni su u Ceramics?International pod naslovom "Electron paramagnetic resonance and luminescence properties of Eu2+ in oxyfluoride barium borate glasses".
Boratna stakla alkalnih metala često se koriste kao luminiscentna supstratna stakla za ione rijetkih zemalja zbog svoje visoke prozirnosti i dobre topljivosti rijetkih zemalja. Eu2+ je uobičajeni luminiscentni ion rijetkih zemalja i obično je dopiran kao aktivatorski ion u supstratni materijali kao što su stakla i fosfor. 5d energetska razina vanjskog sloja Eu2+ podložna je utjecaju vanjskog okruženja da proizvede cijepanje energetske razine, što dovodi do generiranja valne duljine luminescencije 5d{ {4}}f skok Eu2+. skok pomaka valne duljine luminiscencije. Kao rezultat toga, Eu2+ može emitirati svjetlost u rasponu od ljubičaste do crvene ovisno o materijalu supstrata, što Eu2+ dopirane materijale čini vrlo svestranim.
Spektar elektronske paramagnetske rezonancije (EPR) Eu2+ karakterizira spektar u obliku slova "U", tako da se EPR može koristiti za otkrivanje prisutnosti Eu2+ i okruženja koordinacijskog polja oko Eu2+. U ovoj studiji analiziran je učinak staklenih komponenti na jakost polja liganda oko Eu2+ ispitivanjem promjena karakterističnih vrhova EPR signala Eu2+ u uzorcima barijevo-boratnog stakla.
Eu2+ dopirano barijevo boratno staklo pripremljeno je u atmosferi CO i istražen je mehanizam spektralne promjene fluorescencije Eu2+. Utvrđeno je da povećanje sadržaja barija u staklu dovodi do povećanja intenziteta koordinacijskog polja oko Eu2+ iona i povećanja 5d cijepanja energetske razine Eu2+, što uzrokuje crveni pomak spektra emisije. Unošenje fluora u staklo uzrokuje smanjenje jakosti koordinacijskog polja oko iona Eu2+, što potiskuje crveni pomak spektra emisije. U međuvremenu, utvrđeno je da porast koncentracije Eu2+ također uzrokuje crveni pomak spektra emisije, koji se pripisuje učinku širenja elektronskog oblaka na 5d energetskoj razini, što dovodi do pomaka centra prema dolje. 5d energetske razine. Ova studija sustavno objašnjava dva mehanizma koji uzrokuju promjenu valne duljine Eu2+ luminiscencije i otkriva da fluoridni ioni mogu središtu luminescencije osigurati niskopoljsko koordinacijsko okruženje bliskog susjeda, na temelju čega studija može voditi podešavanje boje luminiscencije Eu2+ dopiranog stakla, fosfora i drugih materijala.
Povezano istraživanje poduprla je Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine.
Slika 1 (a) Shema crvenog pomaka emisijskih spektara uzoraka stakla BOxE10 i (b) BFxE10
Slika 2 Shematski dijagrami emisijskih spektara uzoraka stakla BO20Ey i BF20Ey s pomakom u crveno
