LiTaO3:Pr在kHz和MHz频率下超声诱导发光的特性

《Advanced Optical Materials》：Properties of Ultrasound-Induced Luminescence of LiTaO3: Pr at kHz and MHz Frequencies

本研究探讨LiTaO3:Pr在20kHz低频和3.3MHz高频超声波作用下的发光特性。激发波长270nm时，材料呈现511、618和892nm三峰光致发光，并伴随电荷陷阱形成，导致持久发光和热致发光现象。超声波可释放陷阱电荷，且Pr浓度（1%、3%、5%）调控陷阱能级深度（S1为0.1eV，S2-S3为0.45eV），影响超声处理下的发光行为。低频超声主要引发空化效应，以机械发光为主；高频超声则通过流效应主导热致发光。

　　

摘要

本研究探讨了LiTaO₃:Pr在低频（20 kHz）和高频（3.3 MHz）超声波作用下的发光现象。当受到270 nm的激发时，LiTaO₃:Pr会表现出光致发光，其发光峰值位于511 nm、618 nm和892 nm。此外，LiTaO₃:Pr中的载流子会被捕获，从而产生持续发光和热致发光现象。这些被捕获的载流子在受到超声波作用时也可以被释放。通过改变镨的浓度（样品S1为1%，样品S2为3%，样品S3为5%），可以调节载流子陷阱的激活能（即陷阱深度）。对于样品S1，深陷阱与浅陷阱之间的能量差约为0.1 eV；而对于样品S2和S3，这一能量差增加到约0.45 eV。同时，样品S1中的浅陷阱浓度相对较高。每个样品中陷阱形成的差异也导致了其在不同实验条件下的不同行为。在低频（声空化）和高频（声流）下观察到的不同声学现象可能导致了不同的发光机制：20 kHz时主要是机械致发光，而3.3 MHz时主要是热致发光。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。