Ga2O3：Cr3+長(zhǎng)余輝與光催化性能研究及調(diào)控.pdf

1、長(zhǎng)余輝發(fā)光材料是一類可以吸收可見光、紫外光等外界激發(fā)能量，并在激發(fā)停止以后仍然繼續(xù)發(fā)光的材料。近年來(lái)，利用近紅外波段的光輻射進(jìn)行生物組織成像、診斷和檢測(cè)成為研究熱點(diǎn)，近紅外長(zhǎng)余輝材料制備生物標(biāo)記物由于其自身的特點(diǎn)而受到了人們廣泛的關(guān)注。然而對(duì)近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的研究還處于起步階段，在近紅外區(qū)域具有長(zhǎng)余輝發(fā)光性能的激活離子并不常見，其余輝性能還有待提高。因此對(duì)近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光材料性能的改進(jìn)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。有鑒于此，本文采用高溫固

2、相法合成了三價(jià)鉻離子摻雜氧化鎵的一系列近紅外長(zhǎng)余輝材料，從物相結(jié)構(gòu)、熒光性能、長(zhǎng)余輝性能等方面分別討論了Zn2+離子、in3+離子和Mg2+離子摻雜取代Ga3+離子對(duì)Ga2O3∶Cr3+近紅外長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的影響。同時(shí)對(duì)材料光催化性能進(jìn)行了分析，討論了長(zhǎng)余輝性能和光催化性能之間的相互聯(lián)系。
　　采用高溫固相法合成了Ga2O3∶ Cr3+0.01，Zn2+0.005近紅外長(zhǎng)余輝材料。XRD顯示Zn2+離子的摻雜沒(méi)有改變Ga2O3的晶

3、體結(jié)構(gòu)，Zn2+離子的摻雜主要取代Ga2O3中的Ga3+離子。熒光特性表明樣品的發(fā)光為Cr3+離子發(fā)光，樣品中存在能量傳遞的作用，基質(zhì)吸收的能量會(huì)傳遞給發(fā)光中心Cr3+離子。樣品的余輝衰減符合雙指數(shù)衰減模型，Zn2+的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時(shí)延長(zhǎng)余輝持續(xù)的時(shí)間。光催化性能的測(cè)試表明Zn2+離子的摻雜可以有效提高樣品的光催化效率。
　　采用高溫固相法合成了Ga1.95In0.05 O3∶Cr3+0.01近紅外長(zhǎng)余輝材料。XR

4、D顯示in3+離子的摻雜主要取代Ga2O3中的Ga3+離子。樣品的熒光光譜顯示In3+離子的摻雜減弱了Cr3+離子周圍晶體場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)提升了4T2→4A2發(fā)射強(qiáng)度。樣品的余輝衰減符合雙指數(shù)衰減模型，in3+離子的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時(shí)延長(zhǎng)余輝持續(xù)的時(shí)間。同時(shí)對(duì)材料的長(zhǎng)余輝性能和光催化性能之間的聯(lián)系做了討論。
　　采用高溫固相法合成了Ga1.99Mg0.01O3∶Cr3+0.01近紅外長(zhǎng)余輝材料。樣品的XRD顯示Mg2+離

5、子的不等價(jià)取代主要通過(guò)取代數(shù)目的不同取代Ga2O3中的Ga3+離子。樣品的熒光光譜顯示Mg2+離子的摻雜增強(qiáng)了Cr3+離子周圍晶體場(chǎng)強(qiáng)度，同時(shí)降低了4T2→4A2發(fā)射強(qiáng)度。樣品的余輝衰減過(guò)程同時(shí)包括雙指數(shù)衰減過(guò)程與雙曲線衰減過(guò)程，Mg2+的摻雜可以有效的提高余輝亮度，同時(shí)延長(zhǎng)余輝持續(xù)的時(shí)間。Mg2+摻雜的樣品表現(xiàn)出光激勵(lì)發(fā)光性能，其中550nm激勵(lì)激發(fā)的效果最好。Mg2+摻雜提高了樣品的光催化性能。同時(shí)對(duì)其光催化與長(zhǎng)余輝、光激勵(lì)發(fā)光性能