Zn1-1.5xLnxB2O4（其中Ln = Sm3+ 和 Gd3+）的制备、表征、光致发光和热致发光性能研究，以及Zn1-1.5xGdxB2O4的电子自旋共振（ESR）分析

《Journal of Fluorescence》：Preparation, Characterization, Photoluminescence, Thermoluminescence of Zn1-1.5xLnxB2O4 (Ln?=?Sm3+ and Gd3+) and ESR of Zn1-1.5xGdxB2O4

锌硼酸盐及其稀土掺杂材料的光致发光与热释光特性研究。采用乙烯 glycol辅助凝胶燃烧法制备ZnB?O?:Sm3?和ZnB?O?:Gd3?体系，XRD和SEM确认晶格结构及多晶聚集体形貌，EDS验证离子掺杂。FTIR和Raman证实BO?平面结构特征，PL和TL光谱揭示Sm3?的发光机制及Gd3?的ESR信号。

　　

摘要

通过乙二醇辅助的凝胶燃烧法制备了锌偏硼酸盐（ZnB₂O₄）及其掺杂Ln（Ln = Sm³⁺和Gd³⁺）的化合物（Zn_1-.1.5xLn_xB₂O₄，0 ≤ x ≤ 0.1）。这种制备方法在时间和温度控制方面具有优势。本文介绍了Sm³⁺和Gd³⁺掺杂ZnB₂O₄的光致发光（PL）和热致发光（TL）结果，以及Gd³⁺掺杂ZnB₂O₄的室温电子自旋共振（ESR）结果。所制备的样品通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）图像进行了表征。XRD分析表明，Ln掺杂的ZnB₂O₄晶体属于立方晶系，空间群为Im3m。SEM图像显示这些颗粒为形状不规则的多晶粒子，并且存在明显的团聚现象；能量分散光谱（EDS）分析证实了Ln离子已经替代了ZnB₂O₄晶格中的部分锌离子。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和拉曼光谱揭示了与平面BO₃基团相关的特征吸收带。文章还研究了Sm³⁺和Gd³⁺激活的ZnB₂O₄的光致发光激发（PLE）和发射光谱及其寿命，以及Gd³⁺掺杂ZnB₂O₄荧光体的ESR特性。