应力发光材料具有应力-光转换特性,能在机械应力下产生发光,从而在光学信息显示方面具有很高的应用价值.本文通过改变铁电基体KxNa1–xNbO3:0.5％Pr3+(KxNNOP)的K+/Na+比来调节材料的晶体结构和缺陷分布,系统研究了K+含量对光致发光和应力发光性能的影响.研究结果表明,K+含量的增加使晶体对称性提高,导致KxNNOP样品的光致发光强度降低.值得注意的是,在450 nm的光激发下,在K+含量较高的组分中出现了Pr3+电子3P1→3H5和3P0→3H5能级跃迁引起的发射峰,这归因于Pr3+和Nb5+之间距离的变化导致Pr-O-Nb内价电子电荷转移态(IVCT)的能级位置不同.在压缩应力下,KxNNOP(x=0,0.01,0.02,0.1)组分展现出明亮的红色应力发光,且应力发光强度随K+含量的增加而增大,其中K0.1NNOP组分表现出最高的强度发射.特别的是,其应力发光行为具有可重复性和可恢复性的特征.通过热释光曲线研究了KxNNOP样品中的陷阱能级,揭示了K0.1NNOP中应力发光的增强可能与K+含量变化引起的陷阱密度和陷阱深度的差异有关.基于这些结果,建立了一个模型来阐述KxNNOP中可能的应力发光机理.

应力发光;铁电;KxNa1—xNbO3:Pr3+;缺陷分布;光致发光

梁爱华;王旭升;李国荣;郑嘹赢;江向平;胡锐

中国科学院上海硅酸盐研究所,无机功能材料与器件重点实验室,上海 200050;中国科学院大学,材料与光电研究中心,北京 100049;景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,江西省先进陶瓷材料重点实验室,景德镇 333403;同济大学材料科学与工程学院,功能材料研究实验室,上海 201804

物理学报

[1]梁爱华;王旭升;李国荣;郑嘹赢;江向平;胡锐-.KxNa1–xNbO3:Pr3+铁电体的光致发光和应力发光性能)[J].物理学报,2022(16):369-379

KxNa1,xNbO3,应力发光材料,KxNNOP,3H5,1NNOP

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