2.5 双掺离子SrO-ZnO-P ₂ O ₅ -K ₂ O（SZPK）玻璃的发光性能研究

2.5.1 玻璃的制备和组成

采用高温熔融法制备双掺离子SZPK玻璃。双掺离子SZPK玻璃的组成如表2.11所示。

2.5.2 双掺离子SZPK玻璃的发光性能研究

图2.30所示为Eu ³⁺ /Tb ³⁺ 掺杂SZPK玻璃样品的激发光谱和发射光谱。图2.30（a）是样品D在543nm波长激发下的激发光谱，选取了377nm波长作为发射光谱的监控波长。从前面单个离子的激发光谱中也可以确定377nm波长对Eu ³⁺ 和Tb ³⁺ 是同时有效的。图2.30（b）是样品A～D在377nm波长激发下的发射光谱，在413nm、486nm、542nm、592nm、612nm和700nm波长处分别有发射峰，这是由Tb ³⁺ 离子的 ⁵ D ₄ → ⁷ F _{6，5，4，3} 能级跃迁和Eu ³⁺ 离子的 ⁵ D ₀ → ⁷ F ₁ 、 ⁵ D ₀ → ⁷ F ₂ 和 ⁵ D ₀ → ⁷ F ₄ 能级跃迁引起的。

从图2.30（b）可以清晰地看到，随着稀土离子Tb ³⁺ 含量的增加，除413nm、486nm和542nm这三个Tb ³⁺ 主要发射峰的强度增大外，Eu ³⁺ 的三个发射峰592nm、612nm和700nm的强度也在增大，由此可以推断Eu ³⁺ /Tb ³⁺ 之间存在能量转换。图2.31所示为Tb ³⁺ →Eu ³⁺ 的能量转换示意图。在377nm波长激发下，离子Eu ³⁺ 与Tb ³⁺ 之间的交叉弛豫使得Tb ³⁺ ： ⁵ F ₃ →Eu ³⁺ ： ⁵ F ₂ 和Eu ³⁺ ： ⁵ D ₀ 处于亚稳态，导致Eu ³⁺ 的发射峰强度增大。

图2.32所示为Eu ³⁺ /Tb ³⁺ 掺杂SZPK玻璃样品在377nm波长激发下的发光CIE色度坐标图。从图2.32可以看到，随着Tb ³⁺ 含量的增加，玻璃的光色从白光逐渐转换到黄光。掺杂0.125Tb ³⁺ /0.5Eu ³⁺ 样品的色度坐标为（0.360，0.324），最接近标准白光的色度坐标（0.333，0.333）。因此，适当调控Eu ³⁺ /Tb ³⁺ 的掺杂浓度可实现白光发射。

图2.33所示为Sm ³⁺ /Tb ³⁺ 掺杂SZPK玻璃样品的激发光谱和发射光谱。图2.33（a）是样品E在597nm波长激发下的激发光谱。选取了374nm作为发射光谱的监控波长。从单个离子的激发光谱同样可以确定374nm波长对Sm ³⁺ /Tb ³⁺ 是有效的。图2.33（b）和图2.33（c）是样品E～I在374nm波长激发下的发射光谱，在450nm波长处有1个宽带发射峰，在487nm、541nm、561nm、597nm和645nm波长处有5个发射峰。这主要是由Tb ³⁺ 离子的 ⁵ D ₄ → ⁷ F _{6，5，4，3} 能级跃迁和Sm ³⁺ 离子的 ⁴ G _5/2 → ⁶ H _5/2 、 ⁴ G _5/2 → ⁶ H _7/2 、 ⁴ G _5/2 → ⁶ H _9/2 能级跃迁引起的。

从图2.33（b）可以看到，随着Tb ³⁺ 含量的增加，541nm波长处的绿色峰越来越强。从图2.33（c）同样也可以看到，随着Sm ³⁺ 含量的增加，561nm、597nm和645nm波长处的三个主要发射峰也随着增大。因此，适量增加稀土离子的含量，可以增大其发射峰的强度。

图2.34所示为Sm ³⁺ /Tb ³⁺ 掺杂SZPK玻璃样品在374nm波长激发下的发光CIE色度坐标图。可以看到，随着Tb ³⁺ 含量的增加，白光区域逐渐转换到黄光区域。若增大Sm ³⁺ 含量，则玻璃的发光色度坐标移向红光区。合理调配Sm ³⁺ 和Tb ³⁺ 的配比，可以实现好的白光发射。