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

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    U1632101
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    50.0万
  • 负责人:
  • 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
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

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.
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。

结项摘要

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。

项目成果

期刊论文数量(28)
专著数量(0)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(6)
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
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
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
Hole Trapping Process and Highly Sensitive Ratiometric Thermometry over a Wide Temperature Range in Pr3 -Doped Na2La2Ti3O10 Layered Perovskite Microcrystals
Pr3 掺杂 Na2La2Ti3O10 层状钙钛矿微晶中的空穴捕获过程和宽温度范围内的高灵敏度比例测温
  • DOI:
    10.1021/acs.jpca.9b01759
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Wang Yongjie;Tsiumra Volodymyr;Peng Qj;Liang Hongbin;Zhydachevskyy Yaroslav;Chaika Mykhailo;Dluzewski Piotr;Przybylinska Hanka;Suchocki Andrzej
  • 通讯作者:
    Suchocki Andrzej
Site Occupancy and VUV-UV-Vis Photoluminescence of the Lanthanide Ions in BaY2Si3O10
BaY2Si3O10 中镧系离子的位点占据和 VUV-UV-Vis 光致发光
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.8b01118
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry C
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Shi Rui;Wang Xiaojun;Huang Yan;Tao Ye;Zheng Lirong;Liang Hongbin
  • 通讯作者:
    Liang Hongbin

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其他文献

腹主动脉缩窄术不同结扎位置致慢性心力衰竭大鼠模型比较
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  • 作者:
    邱长华;李霞;梁宏斌
  • 通讯作者:
    梁宏斌

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
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          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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