Er3+在KPb2Br5晶体中的选择替位对上转换发光光谱的影响

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通过高温固相法制备了不同Er3+掺杂浓度的KPb2Br5多晶粉末样品.由980 nm半导体激光器激发下得到的上转换发射光谱显示,当掺杂浓度为2.5 mol%时,样品主要表现为530 nm和550 nm上转换发射,分别对应激发态2H11/2和4S3/2向基态4I15/2的跃迁;掺杂浓度增加到5 mol%时样品以490 nm上转换发射为主,对应由激发态4F7/2向4I15/2的跃迁;当掺杂浓度达到7.5 mol%时,样品的上转换发射强度相比低浓度时大幅度下降,主要以激发态4F9/2向基态4I15/2跃迁的690 nm处发光为主.利用第一性原理结合Judd-Ofelt理论讨论认为,Er3+离子优先替代Pb(1)的位置,随着浓度的提高,部分Er3+离子会替代Pb(2)格位上的离子,不同晶格位置的Er3+离子所处的晶体场的对称性有所不同,从而影响了发光中心不同能级的跃迁概率,体现在上转换发光光谱的差异上.蓝、绿区域的上转换发光在高浓度掺杂下显示了明显的浓度猝灭,此时样品以红色上转换发光为主.
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