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铥元素对钨酸钡结构和性能的影响

2023-06-07 23:52:09 来源：能源网

(资料图片)

铥（Thulium，Tm）是稀土金属中的一种，其凭借着良好的热学、力学、光学和电学等性能，广泛应用于激光技术、激光医学、光纤通信、彩色显示等领域中。值得一提的是，铥离子（Tm3+）凭借着丰富的能级和在可见光波段的荧光发射谱线，而越来越受人们的关注。它与镱离子（Yb3+）一样，可以改善钨酸钡（BaWO4）粉末的性能。

钨酸钡图片

研究表明，向钨酸钡粉末中加入少量的铥元素，并不会改变钨酸钡结构，来自于周围杂心得电荷补偿可以弥补Tm3+加入造成的电荷失衡问题。也就是说，向BaWO4晶体中掺杂Tm3+，可以被认为是Tm3+取代了部分钡离子（Ba2+）的格位。BaWO4晶体属四方晶系，白钨矿结构，其空间群为I41/a-C4h。从微观的角度上来看，钨酸钡晶体中的Ba2+的周围有8个相邻近的氧离子（O2-）可以定位成两套相互穿插变形的四面体。值得一提的是，由于BaWO4晶体的排杂能力，单掺稀土离子分凝系数比较小，对其进行稀土离子的掺杂较为困难。

铥元素图片

研究表明，铥元素能够改善钨酸钡晶体的光谱性质，使之更适合应用于光电和微波陶瓷等领域中。与单斜晶系的ZnWO4（钨酸锌）晶体相比，BaWO4晶体对称性较高，在BaWO4晶体中的Tm3+的离子能级分裂现象不明显。因此，掺铥钨酸钡（Tm3:BaWO4）晶体的吸收光谱图比掺铥钨酸锌（Tm3+:ZnWO4）晶体的吸收光谱简单。另外，Tm3+:BaWO4晶体在268nm和362nm光源激发下，可以分别观测到位于477.2nm和455.5nm的可见荧光。

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