銪離子於(鈣、鍶)磷矽酸鹽玻璃中的螢光性質及其與基質結構特性之關連性研究

Translated title of the thesis: Fluorescence of Eu3+ in (Ca Sr) phosphosilicate glasses and its correlation with the structural properties of hosts
  • 廖 秀曼

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究探討Eu離子在磷矽玻璃中的螢光性質,以及其與基質結構的關連性。採用溶膠凝膠法製備樣品,藉由改變玻璃網路成分,觀察基質結構的變化對Eu離子螢光表現的影響。 本研究的第一部分為固定Al離子添加量之鋁磷矽(APS)系統,由前人研究發現Al離子以修飾劑AlO6存在時,有助於Eu離子的分散與自發還原。故在此藉由調整P/Si比例,由NMR觀察Al離子與P離子之配位變化情形,及其對Eu離子螢光表現的影響。 而本研究第二部份為磷矽酸鹽(PS)系統的探討,利用P/Si比例的不同,分析相組成與P離子配位結構之關係,並綜合螢光衰退曲線結果,發現Eu3+螢光效率與Si5P6O25結晶相的生成呈正相關。而在磷矽系統中額外加入定量Ca、Sr離子之鹼土磷矽酸鹽(MPS),則發現修飾劑的加入會使P離子產生去聚合效應,使[PO4]四面體產生橋氧與非橋氧數量上的變動,影響了Eu離子的分布與螢光表現。 為了更確切的觀察修飾劑離子對磷矽基質結構的影響,在固定P/Si比的情況下,摻雜不同濃度的Ca2+或Sr2+,結果發現兩系列有完全不同之趨勢。Ca系列中,焦磷酸鈣(Ca2P2O7)結晶相生成的比例與紅光強度呈正相關,顯示Eu離子與焦磷酸鈣結構的相容性高,可順利進入此相中並表現良好的螢光效率。而在Sr系列表現較複雜,Eu離子傾向分散在磷矽玻璃基質中,隨著聚磷酸鍶晶相的生成,螢光效率反而降低。 本研究亦透過還原氣氛熱處理使Eu3+還原成Eu2+,藉Eu2+之易受環境影響的特性,確認基質環境與Eu離子螢光效率之關聯性。由藍光特性分析,進一步確認Eu離子在鍶磷矽系統中的分佈與結構的關聯性。
Date of Award2014 Aug 27
Original languageChinese
SupervisorYu-chun Wu (Supervisor)

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