【儀表網 研發快訊】近日，中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光單元技術實驗室陳丹平研究員團隊發現BaF2-B2O3玻璃的橘紅色自發光現象，相關研究成果發表于Journal of Non-Crystalline Solids。

　　稀土離子4f殼內強烈而尖銳的電子躍遷，使其常被用來制備激光材料和熒光粉。但是稀土摻雜的LED材料面臨著兩個問題，一是由于熒光粉涂層透明度較低，光散射較大，導致LED的發光效率降低。二是稀土材料的不可再生性以及環境污染問題。開發較為環保的無稀土高效熒光LED材料成為以后的研究方向。
 

　　本研究發現，在CO還原氣氛下制備的不含稀土離子的透明BaF2-B2O3玻璃體系在近紫外光下表現出橙紅色自發光，在約397 nm的寬帶光激發下，產生以650 nm為中心的550~850 nm寬帶發光。
 

圖1 玻璃樣品在(a)365 nm紫外燈和(b)日光燈下的照片
 

　　圖 2(a)xBaF-C玻璃的激發光譜；(b)xBaF-C 和40BaF-A玻璃的熒光光譜
 

　　為了探究自發光現象的機理，研究人員在還原氣氛和空氣氣氛下的進行了對比實驗。并基于熒光光譜、電子自旋共振、拉曼和X射線光電子能譜的結果，推斷在還原氣氛導致玻璃中B3+被還原為B2+，B2+的s→p躍遷引起的熒光發射。本論文提出B2+的發光現象，為此玻璃發光現象的研究提供新的思路。該研究開發的橙色自發光玻璃材料，無稀土離子摻雜、透明性高、原料成本低、制備工藝簡單、具有較寬的熒光發射帶，在新型橙光LED玻璃中具有潛在的應用前景。
 

圖3 40BaF-C和40BaF-A樣品電子順磁共振譜
 

圖4 (a)40BaF-C和(b)40BaF-A樣品的B 1s XPS圖譜