Πρόσφατα, το Τμήμα Προηγμένων Λέιζερ και Οπτοηλεκτρονικών Λειτουργικών Υλικών του Ινστιτούτου Οπτικής και Μηχανημάτων Ακριβείας της Σαγκάης (SIPM) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS) διερεύνησε τον μηχανισμό των φασματικών αλλαγών φωταύγειας του Eu2+ στο βορικό βάριο γυαλί μέσω παραμαγνητικού συντονισμού ηλεκτρονίων (EPR), και τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα συνοψίζονται στο άρθρο "Ιδιότητες παραμαγνητικού συντονισμού ηλεκτρονίων και φωταύγειας του Eu2+ σε γυαλί βορικού βαρίου". Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο Ceramics?International με τον τίτλο "Electron paramagnetic resonance and luminescence ιδιότητες του Eu2+ σε γυαλιά βορικού βαρίου οξυφθοριούχου".
Τα γυαλιά βορικού αλκαλικού μετάλλου χρησιμοποιούνται συχνά ως γυαλιά φωταύγειας υποστρώματος για ιόντα σπάνιων γαιών λόγω της υψηλής διαφάνειάς τους και της καλής διαλυτότητάς τους στις σπάνιες γαίες. υλικά υποστρώματος όπως γυαλιά και φώσφοροι. Το επίπεδο ενέργειας 5d του εξωτερικού στρώματος του Eu2+ είναι ευαίσθητο στην επίδραση του εξωτερικού περιβάλλοντος για να δημιουργήσει διάσπαση στάθμης ενέργειας, η οποία οδηγεί σε δημιουργία μήκους κύματος φωταύγειας του 5d{ {4}}f jump of Eu2+. άλμα της μετατόπισης του μήκους κύματος της φωταύγειας. Ως αποτέλεσμα, το Eu2+ μπορεί να εκπέμπει φως που κυμαίνεται από ιώδες έως κόκκινο ανάλογα με το υλικό του υποστρώματος, γεγονός που καθιστά τα υλικά που έχουν προστεθεί σε Eu2+ πολύ ευέλικτα.
Το φάσμα παραμαγνητικού συντονισμού ηλεκτρονίων (EPR) του Eu2+ χαρακτηρίζεται από ένα φάσμα σε σχήμα "U", επομένως το EPR μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της παρουσίας Eu2+ και του περιβάλλοντος του πεδίου συντονισμού γύρω από Eu2+. Σε αυτήν τη μελέτη, η επίδραση των γυάλινων συστατικών στην ένταση του πεδίου του προσδέματος γύρω από το Eu2+ αναλύθηκε διερευνώντας τις αλλαγές των χαρακτηριστικών κορυφών σήματος EPR του Eu2+ σε δείγματα γυαλιού βορικού βαρίου.
Το γυαλί βορικού βαρίου με πρόσμιξη Eu2+ παρασκευάστηκε με ατμόσφαιρα CO και ο μηχανισμός της φασματικής αλλαγής φθορισμού Eu2+ διερευνήθηκε. Διαπιστώθηκε ότι η αύξηση της περιεκτικότητας σε βάριο στο γυαλί οδηγεί στην ενίσχυση της έντασης του πεδίου συντονισμού γύρω από τα ιόντα Eu2+ και στην αύξηση της διάσπασης του 5d ενεργειακού επιπέδου του Eu2+, η οποία προκαλεί την ερυθρότητα των φασμάτων εκπομπής. Η εισαγωγή φθορίου στο γυαλί προκαλεί μείωση της ισχύος του πεδίου συντονισμού γύρω από το ιόν Ε2+, το οποίο καταστέλλει την κόκκινη μετατόπιση του φάσματος εκπομπής. Εν τω μεταξύ, διαπιστώθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης Eu2+ προκαλεί επίσης την ερυθρή μετατόπιση του φάσματος εκπομπής, η οποία αποδίδεται στην επίδραση της διαστολής του νέφους ηλεκτρονίων στο επίπεδο ενέργειας 5d, οδηγώντας σε μετατόπιση του κέντρου προς τα κάτω του 5d ενεργειακού επιπέδου. Αυτή η μελέτη εξηγεί συστηματικά τους δύο μηχανισμούς που προκαλούν την αλλαγή του μήκους κύματος της Eu2+ φωταύγειας και διαπιστώνει ότι τα ιόντα φθορίου μπορούν να παρέχουν στο κέντρο φωταύγειας ένα περιβάλλον συντονισμού πλησίον γειτονικού χαμηλού πεδίου, βάσει του οποίου η μελέτη μπορεί να καθοδηγήσει προσαρμογή του χρώματος φωταύγειας γυαλιού, φωσφόρου και άλλων υλικών με Eu2+.
Η σχετική έρευνα υποστηρίχθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας.
Εικ. 1 (α) Σχηματική μετατόπιση κόκκινου των φασμάτων εκπομπής δειγμάτων γυαλιού BOxE10 και (β) BFxE10
Εικ. 2 Κόκκινα μετατοπισμένα σχηματικά διαγράμματα των φασμάτων εκπομπής δειγμάτων γυαλιού BO20Ey και BF20Ey
