稀土离子发光体系中能量传递和迁移

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1、第••卷第’期’••‘年’月物理学报¶ÏÌŽ••Œ®ÏŽ’Œ¦ÅÂÒÕÁÒÙŒ’••‘‘•••2“’™••’••‘•••ˆ•’‰••“’™2•–¡£´¡°¨¹³©£¡³©®©£¡n’••‘£ÈÉÎŽ°ÈÙÓŽ³ÏÃŽ稀土离子发光体系中能量传递和迁移X模型的研究‘‰“‰“‰“‰“‰‘‰’‰“‰王殿元谢平波张慰萍楼立人夏上达‘‰ˆ中国科学技术大学结构分析开放实验室Œ合肥’“••’–‰’‰ˆ中国科学院激发态物理开放研究实验室Œ长春‘“••’‘‰“‰ˆ中国科学技术大学物理系Œ合肥’“••’–‰ˆ’•••年—月‘—日收到›’•••年˜月‘‘日收到修改稿‰基于以前综合¶2¦模型ˆ考虑施主2受主ˆ¤2

2、¡‰能量传递‰和¢模型ˆ考虑施主2施主ˆ¤2¤‰能量迁移‰而提出的“‹”¶2¦2¢综合模型Œ对¬Á‘•x¥Òx¦“体系中¥Ò离子四种低掺杂浓度下ˆx••1••‘Œ•1••“Œ•1•‘Œ•1•’‰’™•«时³“•’y”©发光的时间演化曲线成功地重新进行了数值拟合Ž结果表明该体系内¤2¡间交叉弛豫能量传递是偶极2偶极‘••’•”‘–作用Œ作用常数C¤¡为”1—•@‘•ÃÍ•ÓŒ与¯ËÁÍÏÔÏ等人原用¹2´扩散模型得到的结果一致Ž而拟合得到的四个A¤2¤平均跳跃时间S•粗略地与x¤次方ˆx¤为¤离子浓度‰成正比ˆAU•‘1’“—‰Œ并不遵从S•很小时与x¤的•’次方成正比的理论关系Ž同时Œ通

3、过把¤2¤迁移和¤2¡传递同时同样地纳入¶2¦模型还粗略估计了¤2¤平均跳跃时间S•c的值Œ发现它与¶2¦2¢给出的S•拟合值比较一致Œ说明¶2¦2¢模型在一定近似程度上是内部自恰的!合理的Ž关键词š能量传递Œ能量迁移Œ跳跃时间Œ交叉弛豫PACC:—˜’•Œ—˜••Œ—˜–•Œ—˜––在¶2¦2¢综合模型中Œ¤2¤间平均跳跃时间S•‘引言是重要的拟合参数之一Ž作为对¶2¦2¢模型的一种检验Œ我们期望讨论S•拟合值与¤2¤间的能量迁能量传递和能量迁移是影响发光体系内施主发移作用参数C¤¤以及施主的浓度x¤间的关系Ž作光时间演化的重要因素Ž¦ÏÒÓÔÅÒ和¤ÅØÔÅÒ»‘Œ’½研究为拟合对象

4、Œ我们选取了¬Á¥Ò¦晶格体系在‘•xx“¥Ò“‹离子四种低掺杂浓度下’™•«时”³y”©发并建立了多极2多极作用下的能量传递理论Œ‘™–•“•’‘••’年©ÎÏËÕÔÉ和¨ÉÒÁÙÁÍÁ»“½把这一结果推广到交换相光的时间演化实验数据»™½Œ并对拟合结果作了较详»”½互作用Ž后来¶ÁÓÑÕÅÚ和¦ÌÉÎÔ建立的¶2¦模型给细地分析和讨论Ž出了在多极2多极作用下晶格体系内受主在施主周围按壳层统计分布时施主的发光时间演化曲线Ž但’¶2¦2¢综合模型是上述模型均只考虑了施主2受主ˆ¤2¡‰间的能量传递Œ并没有计及施主2施主ˆ¤2¤‰间的能量迁移Ž211能量传递和能量迁移‘™™˜年我们提出了同

5、时考虑¤2¡能量传递和¤2¤»•½能量迁移的¶2¦2¢综合模型Œ这一模型是在综合掺稀土离子发光材料的发光强度随时间的演化了分别处理¤2¡能量传递的¶2¦壳层统计模型和曲线往往会偏离单指数曲线Œ这是由于体系中存在处理¤2¤能量迁移的¢ÕÒÓÈÔÅÉÎ跳跃模型»–½提出来着能量传递Ž这种能量传递机制包括¤2¡之间的能的Ž它可用于研究存在¤2¡能量传递且¤2¤能量迁量传递ˆÅÎÅÒÇÙÔÒÁÎÓÆÅÒ‰和¤2¤之间的能量迁移移也较重要的晶格体系内的施主发光时间演化曲ˆÅÎÅÒÇÙÍÉÇÒÁÔÉÏΉŽ线Ž¤2¡能量传递包括š激发态的¤离子通过无辐X国家自然科学基金ˆ批准号š‘™˜—”••˜‰资

6、助的课题Ž““•物理学报••卷N射弛豫Œ将能量传递给与¤离子不同的¡离子Œ使极,偶极2四极,四极2四极作用.Orn(x)为某个¤n之受到激发›激发态的¤离子无辐射弛豫到一个中周围第n层的Nn个格位中有rn个受主格位被布间态Œ将能量传递给与¤离子同种但处于基态的¡居(N•r个¡格位未被¡布居)的统计概率,其nn离子Œ将其激发到一中间激发态Œ此过程又称为交叉表示式为弛豫Ž¤2¡能量传递要求¤Œ¡之间有一定的能量匹N!NnN-rrOrn(x)=(‘-x)nnxn.(”)配Ž如果能级不匹配Œ能量差可由放出或吸收声子来n(Nn-rn)!rn!平衡Œ但是传递率要小些Ž能量传递和能量迁移同时存在时,我

7、们提出的¤2¤能量迁移是指受激发的¤离子无辐射跃[•]¶2¦2¢综合模型给出的施主发光衰减曲线的理论迁到基态Œ将能量传递到一个处于基态的¤离子Œ表示式为使之激发到相同的激发态tŽ能量迁移会使得激发态t‘(t-tc)能量经过多次的迁移过程Œ最终传递给远处某¤离f(t)=I•(t)ÅØÐ-S+QÅØÐ-S•S•••子附近的¡离子Œ有效地增大了¤2¡传递概率Œ这@I•(t-tc)f(tc)Ätc,(•)就是为何能量迁移往往加速了发光衰减ˆ