PDF《发光性能∗》

404 nm 处的激发增强可能是来源于 Ce 离子的激发态向 Sm 离子传递能量所致;

同样, 图2(b) 中随着 Ce 离 子的浓度由 0.1 增加到 0.3, Tb 离子在

373 nm 处的 特征激发也随之增强, 其原因也极有可能是 Ce 离 子向 Tb 离子传递能量所致. 据之前实验报道,

330 nm 的激发波长不能直接激发 Sm 离子和 Tb 离子, 如果 Ce离子向 Sm 离子及 Tb离子的能量传递过程 存在, 由于 Ce 离子的加入,

330 nm 激发的 Ce-Sm, Ce-Tb 共掺的样品的发射谱中会观察到 Sm 离子及 Tb 离子的发射, 并且随着 Ce 离子浓度由 0.1 增加 到0.3, Sm 离子与 Tb 离子的发光强度会随之增强. 图2(c) 及(d) 的实验恰好验证了这一结论. 为了证 明Ce离子向 Tb 离子及 Sm 离子的能量传递确实存 在, 我们测试了 Ce 单掺样品与 Ce-Tb 共掺样品、 Ce-Sm共掺样品的荧光寿命, 测试数据如图

3 所示. 图2(a) Ce-Sm 共掺样品的激发光谱;

(b) Ce-Tb 共掺样品的激发光谱;

(c) Ce-Sm 共掺样品的发射光谱;

(d) Ce-Tb 共掺样品的发射光谱 4.3 能量传递 图3中的三种颜色 A, B, C 分别对应 Ce 单掺 样品、 Ce-Tb 共掺样品及 Ce-Sm 共掺样品的荧光寿 命, 其中 Ce 离子的浓度为 0.1, Tb 离子的浓度为 0.5, Sm 离子的浓度为 0.5, 激发波长为

330 nm, 检 测波长为

390 nm. 根据下式可以计算出三块样品 中Ce离子的荧光寿命: τ = ∫ ∞

0 I(t)tdt / (∫ ∞

0 I(t)dt ) , (9) 077803-4 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 63, No.

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077803 其中, τ 为荧光寿命, I(t)是实测的荧光衰减曲线, t 为积分时间. 通过计算得到 Ce 单掺样品中 Ce 离子 的寿命为 τ1 = 19.9 ns;

Ce-Tb 共掺样品中 Ce 离子 的寿命为 τ2 = 14.6 ns;

Ce-Sm 共掺的样品中 Ce 离 子的寿命为 15.3 ns. 根据下式可以算出 Ce 离子分 别向Tb离子和Sm离子传递能量的效率: ηET =

1 ? τ′ /τ, (10) 其中, ηET 代表能量传递的效率, τ′ 是共掺杂样品 中离子的荧光寿命, τ 是单掺杂样品中离子的荧光 寿命. 通过计算, 得到 Ce 离子向 Tb 离子的能量传 递效率为 26.6%;

Ce 离子向 Sm 离子的能量传递效 率为 23.1%. 多种稀土离子........