【摘 要】
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本文利用化学共沉淀法制备了电子俘获光存储材料Eu2+, Mn2+掺杂的12CaO·7Al2O3（C12A7）样品,即C12A7: Eu2+、C12A7: Eu2+, Mn2+等粉体。通过X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）表征了样品的微结构;并用激发和发射光谱、余辉衰减曲线、热释发光和光激励发光等测试方法系统地研究了样品的光学性质。XRD结果表明我们已经制得具有笼腔结构的单相C12A7粉末,并
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本文利用化学共沉淀法制备了电子俘获光存储材料Eu2+, Mn2+掺杂的12CaO·7Al2O3（C12A7）样品,即C12A7: Eu2+、C12A7: Eu2+, Mn2+等粉体。通过X射线衍射（XRD）,扫描电镜（SEM）表征了样品的微结构;并用激发和发射光谱、余辉衰减曲线、热释发光和光激励发光等测试方法系统地研究了样品的光学性质。XRD结果表明我们已经制得具有笼腔结构的单相C12A7粉末,并且Eu, Mn可能掺入到晶格当中。电子扫描电镜观察到合成的C12A7: Eu2+和C12A7: Eu2+, Mn2+粉末的粒径大小为500-600 nm。利用330 nm波长紫外光激发C12A7: Eu2+, Mn2+粉末样品,观测到Eu2+的4f65d1-4f7(8S7/2)的宽带蓝光发射（峰位444 nm）,经过高斯拟合为位于441 nm和468 nm两个峰,对应于在两个不同格位的Eu2+的发射。同时观察到568 nm附近呈现强度较弱的宽带绿光发射,来自于Mn2+的4T2 （G）-6A1（S）跃迁发射。改变样品中Eu, Mn的掺杂浓度,没有看到二者之间的能量传递关系。通过分析C12A7: Eu2+和C12A7 Eu2+, Mn2+两个样品的余辉衰减曲线和光激励发光（PSL）特性,发现其余辉时间较短,但是具有明显的PSL现象。并且PSL同C12A7:Eu2+, Mn2+粉末样品中Eu2+的发射光谱的形状和峰位相同,这说明C12A7: Eu2+, Mn2+的发射光谱与PSL谱具有相同的来源。Mn2+离子的掺杂使得PSL强度提高大约8倍,说明引入Mn2+后增加了浅陷阱和深陷阱的数量。通过测试样品的热释发光（TL）研究了电子陷阱的性质和存储机理,观测到掺杂Mn2+离子样品位于359 K的热释发光峰强度明显增加,并且在高温处出现了新的440 K的热释发光峰。分析认为还原处理后的C12A7中,类F心作为电子陷阱（0.64 eV）,而深陷阱（0.86 eV）的产生与Mn2+离子有关。C12A7宽带隙氧化物材料,热稳定性好,具有多种阳离子格位,并且Ca,Al离子周围的晶体场会受到氧阴离子基团的调制,使得对称性较低,对于增强稀土离子发光是非常有利的;我们的实验结果表明稀土掺杂C12A7有望成为新一代可擦除的氧化物电子俘获光存储材料。
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