基于晶体场和电-声作用设计的Ce3+/Eu2+掺杂的新体系潜在闪烁材料的合成和VUV/XEL光谱研究
批准号:
U1632101
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
梁宏斌
依托单位:
学科分类:
A3201.北京正负电子对撞机
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
张剑辉、刘春梦、彭琦、林利添、石瑞、周炜杰、李碧权、陈洁、周容富
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中文摘要
闪烁材料是用于医学诊断(如XCT-PET)、高能物理(如同步辐射、散裂中子源)及反恐/防恐、安全检测和工业无损检测等领域的核心探测材料。稀土闪烁材料是目前无机闪烁材料发展的焦点,Ce3+/Eu2+是重要的激活离子。本项目在前期工作基础上,综合考虑基质化合物的组成和结构、稳定性、声子频率、发光中心格位占据及其对称性、配位多面体形式、键长、配位数等因素对Ce3+/Eu2+等稀土离子5d能级及其发光的潜在影响,结合晶体场理论,在认识电-声耦合作用的基础上,设计、合成具有理想组成和结构的系列硅酸盐、(锂)硼酸盐和铝酸盐等基质发光材料。通过VUV-vis光谱认识不同微环境下Ce3+/Eu2+的5d能级重心、晶体场劈裂和Stokes位移,分析温度和掺杂浓度对发光及其衰减特性的影响。研究X-射线激发下材料的发光性质,理解不同激发方式对发光和能量传递的影响,探索Ce3+/Eu2+离子激活的新体系闪烁材料。
英文摘要
Scintillators are key detecting materials for medical diagnosis (such as XCT-PET), high energy physics (such as synchrotron radiation, spallation neutron source), anti-terrorism, security screening and industrial non-destructive detection. The developments of new inorganic scintillators have been focused on rare earth ions doped materials at present, in which Ce3+/Eu2+ activated scintillators are particularly critical. On the basis of preliminary work, we will endeavor to understand the influences of following factors on 5d energies of Ce3+/Eu2+ ions in an exact host compound and luminescence of Ce3+/Eu2+ ions activated materials as well as their potential applications. These factors include the composition and the crystal structure, the stability, and the phonon frequency of the host compound, the site occupancy and the coordination polyhedron around the luminescent center, the Ce3+/Eu2+-O2- bond length, the coordination number and the site symmetry of Ce3+/Eu2+. Then we will design and prepare a series of silicates, (lithium-)borates and aluminates with ideal composition and structure as host compounds by taking into account these factors combined with the crystal field theory and electron-phonon coupling interaction. Through the investigations on the VUV-vis spectra, we will get insight into the relationship between the centroid, the crystal field splitting and the Stokes shift of Ce3+/Eu2+ 5d states in a specific lattice site of a definite host compound. In addition, we will study the dependencies of luminescence and its decay property on temperature and doping concentration. By the measurements of the X-ray excited luminescence (XEL) and in comparison with VUV-vis spectra, we will effort to understand the impact of different excitation conditions on luminescence of Ce3+/Eu2+ and energy transfer. Through these investigations, we aspire to find new potential scintillation materials.
项目紧扣申请书和计划书设定的目标实施,研究计划执行情况良好。在前期工作基础上,设计、合成了具有理想组成和结构的Ce3+/Eu2+激活的发光材料。通过真空紫外-可见(VUV-vis)光谱认识了不同微环境下Ce3+/Eu2+的5d能级重心、晶体场劈裂和Stokes位移,分析了温度和掺杂浓度对发光及其衰减特性的影响。研究了代表性样品在X-射线激发下材料的发光(XEL)性质,致力于探索Ce3+/Eu2+离子激活的新体系X-射线闪烁材料。此外,项目还发现了有潜在有用价值的高热稳定性红光发射材料、温度探测材料和光色可调的LED发光材料等。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
P-3(0) -> D-1(2) non-radiative relaxation control via IVCT state in Pr3 -doped Na(2)Ln(2)Ti(3)O(10) (Ln = La, Gd) micro-crystals with triple-layered perovskite structure
P-3(0) -> D-1(2) 通过 IVCT 状态在 Pr3 掺杂 Na(2)Ln(2)Ti(3)O(10) (Ln = La, Gd) 微中进行非辐射弛豫控制
DOI:10.1016/j.jlumin.2019.04.048
发表时间:2019
期刊:Journal of Luminescence
影响因子:3.6
作者:Wang Yongjie;Peng Qi;Liang Hongbin;Brik Mikhail G.;Suchocki Andrzej
通讯作者:Suchocki Andrzej
VUV-UV-vis photoluminescence of Ce3+ and Ce3+-Eu2+ energy transfer in Ba2MgSi2O7
Ba2MgSi2O7 中 Ce3 和 Ce3 -Eu2 能量转移的 VUV-UV-vis 光致发光
DOI:10.1016/j.jlumin.2017.01.027
发表时间:2017
期刊:Journal of Luminescence
影响因子:3.6
作者:Yan Jing;Liu Chunmeng;Zhou Weijie;Huang Yan;Tao Ye;Liang Hongbin
通讯作者:Liang Hongbin
Luminescence, energy transfer and thermal stability of Eu2+ and Tb3+ in the BaCa2MgSi2O8 host
BaCa2MgSi2O8 基质中 Eu2 和 Tb3 的发光、能量传递和热稳定性
DOI:10.1016/j.materresbull.2017.01.021
发表时间:2017-05-01
期刊:MATERIALS RESEARCH BULLETIN
影响因子:5.4
作者:Hou, Dejian;Pan, Xixiang;Liang, Hongbin
通讯作者:Liang, Hongbin
Concentration-Driven Selectivity of Energy Transfer Channels and Color Tunability in Ba3La(PO4)(3):Tb3+, Sm3+ for Warm White LEDs
用于暖白光 LED 的 Ba3La(PO4)(3):Tb3 、Sm3 中浓度驱动的能量传输通道选择性和颜色可调性
DOI:10.1021/acs.inorgchem.7b00737
发表时间:2017
期刊:Inorganic Chemistry
影响因子:4.6
作者:Zhou Weijie;Gu Meng;Ou Yiyi;Zhang Caihua;Zhang Xuejie;Zhou Lei;Liang Hongbin
通讯作者:Liang Hongbin
Site occupation and photoluminescence properties of Ce3+ in Sr4Ca4La2 (PO4)(6)O-2: Experiments and ab initio calculations
Ce3 在 Sr4Ca4La2 (PO4)(6)O-2 中的位点占据和光致发光性质:实验和从头算
DOI:10.1016/j.optmat.2017.01.033
发表时间:2017
期刊:Optical Materials
影响因子:3.9
作者:Zhou Rongfu;Ning Lixin;Zhou Weijie;Lin Litian;Shi Rui;Liang Hongbin
通讯作者:Liang Hongbin
基于稀土Ce3+/Eu2+离子单掺杂的双重荧光防伪材料的设计、合成和光谱研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2022
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
基于单掺杂稀土离子双格位占据的新体系f-d跃迁发光材料的设计、合成及其温度敏感特性研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60万元
- 批准年份:2021
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
Pr3+离子激活的钛酸盐基质红光发射材料及其光色的温度敏感特性研究
- 批准号:21671201
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
适于3D 显示的短余辉绿光发射真空紫外发光材料探索
- 批准号:U1232108
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:66.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
基于稀土离子f-d跃迁的FED新发光材料的设计、合成和光谱性质研究
- 批准号:21171176
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
VUV光激发下Pr3+/Tb3+敏化Eu3+红光发射的研究
- 批准号:10979027
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:36.0万元
- 批准年份:2009
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
Ce3+离子激活的新型蓝光发射VUV发光材料的研究
- 批准号:20871121
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:32.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
稀土氟氧化物三元新体系量子劈裂发光材料的设计、合成和光谱特性研究
- 批准号:20571088
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:25.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:梁宏斌
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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