近中红外发光玻璃是制备近中红外光光源的核心材料，但是玻璃中含有的羟基是近中红外发光的淬灭中心与光吸收损耗的主要原因。怎样降低玻璃中的羟基含量成为提升近中红外发光玻璃的发光效率并降低光吸收损耗的重要方法。

徐昌富教授课题组在之前的研究中发现，高浓度ZnF₂可以有效增强Er³⁺/Yb³⁺ 共掺杂氧氟亚碲酸盐玻璃2.85um的近红外发光，为了进一步证明ZnF₂对玻璃去羟基的增强作用。在本文中，制备了一系列Er³⁺/Yb³⁺ 共掺杂氧氟亚碲酸盐玻璃，研究ZnF₂含量对玻璃结构、羟基含量、取代PbF₂时声子能量与近中红外特性。

图1 玻璃基质成分为50TeO₂-(47.5-x)PbF₂-xZnF₂-1.5YbF₃ -1ErF₃ (x=0, 10, 20, 30, 47.5)的(a)近红外发光，(b)中红外发光，(c) Raman光谱，(d)红外透射光谱。  

由图可见，伴随着ZnF₂逐渐取代PbF₂，玻璃的近中红外发光逐渐增强。由于玻璃基质成分的改变，玻璃的最大声子能量是随着ZnF₂用量的增加而逐渐增大的，玻璃最大声子能量增大一般会造成发光强度减弱，说明有别的因素存在。而(d)图显示，ZnF₂逐渐取代PbF₂，玻璃的羟基吸收强度逐渐减弱。根据(d)图利用公式α(OH-)=ln(T₀/T)/l，N(OH^-)=N_Aα(OH^-)/ε计算结果如表1。

表1 玻璃基质成分为50TeO₂-(47.5-x)PbF₂-xZnF₂-1.5YbF₃-1ErF₃ (x=0, 10, 20, 30, 47.5)的羟基吸收系数与羟基浓度

根据表1的结果显示，随着ZnF₂逐渐取代PbF₂，玻璃中的羟基吸收系数逐渐减弱、羟基浓度逐渐减小，说明利用ZnF₂取代PbF₂制备出来的玻璃具有更低的羟基浓度，而羟基又是玻璃红外发光的淬灭中心，所以玻璃的发光强度随着玻璃中的羟基含量降低而增强。

湘潭大学徐昌富老师课题组简介

徐昌富副教授，湘潭大学硕士生导师。研究方向为：稀土发光材料及其应用，包括：1、高转换效率三基色荧光粉的制备；2、LED灯用照明荧光材料(包括荧光粉和玻璃陶瓷)；3、上转换纳米荧光材料及其生物成像；4、稀土红外荧光材料的制备与应用。

文章信息

这一成果以“Increasing ZnF₂ content enhancing the near- and mid-infared emission in Er³⁺/Yb³⁺ codoped oxyfluorotellurite galsses with decreased hydroxyl”为题发表在Journal of Luminescence上。湘潭大学徐昌富教授为论文通讯作者。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116683

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