微波合成Eu3+掺杂磷光玻璃：一种发光增强的新型闪烁体材料

本研究针对高能辐射探测中闪烁体材料的光输出效率与稳定性问题，采用微波合成技术将Gd2MoO6:Eu3+磷光体嵌入TeO2:ZnO:BaO玻璃基质，系统分析了不同磷光体含量（0-10 wt%）对材料结构、光学性能及X射线诱导发光的影响。结果表明，该材料在395 nm激发下呈现9.34%的量子产率，且X射线发光强度随磷光体浓度增加而提升，为橙红色闪烁体应用提供了新选择。

　　

在医疗影像、核物理及环境监测等领域，高能辐射探测技术的核心挑战在于开发兼具高光输出、稳定性和快速响应特性的闪烁体材料。传统钆基闪烁体如Gd₂MoO₆虽具有优异性能，但烧结工艺能耗高且易导致组分不均。此外，Eu³⁺掺杂虽能增强红光发射，但其在玻璃基质中的分散性与浓度依赖性尚未明确。针对这些问题，泰国那空拍侬皇家大学联合清迈大学的研究团队创新性地采用微波合成技术，将Gd₂MoO₆:Eu³⁺磷光体嵌入TeO₂-ZnO-BaO玻璃体系，相关成果发表于《Radiation Physics and Chemistry》。

研究团队通过微波辅助固相反应制备磷光体前驱体，经球磨混合后采用梯度烧结（500°C/12 h→900°C/12 h），最终将不同含量（0-10 wt%）磷光体与玻璃基质熔融成型。关键技术包括：X射线衍射（XRD）分析晶体结构、阿基米德法测定密度、紫外-近红外光谱（400-2300 nm）表征光学性能，以及395 nm激发下的时间分辨光致发光（TRPL）测试。

研究结果

1. 密度与折射率：密度随磷光体含量呈先增后降趋势，7.5 wt%样品达峰值5.23 g/cm³，折射率同步变化（1.72-1.75），表明磷光体嵌入改变了玻璃网络紧密度。
2. 光学特性：吸收光谱在464 nm（⁷F₀→⁵D₂）、534 nm（⁵D₁）、2088 nm和2203 nm处出现Eu³⁺特征峰；光致发光光谱（550-725 nm）显示⁵D₀→⁷F₂跃迁主导的橙红光发射，10 wt%样品强度最高。
3. 发光动力学：⁷F₀→⁵D₂寿命（0.981-0.998 ms）随磷光体含量增加而缩短，可能与能量转移效率提升有关。
4. X射线响应：所有样品均呈现浓度依赖的发光增强，证实其适用于辐射探测场景。

结论与意义
该研究通过微波合成实现了磷光体在玻璃基质中的均匀分散，解决了传统烧结法的能耗与均匀性问题。TeO₂基玻璃的低声子能量有效抑制非辐射跃迁，使Eu³⁺的量子产率达9.34%。浓度依赖的发光特性为定制化闪烁体设计提供了依据，而X射线响应数据则验证了其在医学成像与辐射监测中的应用潜力。这项工作不仅为高性能闪烁体开发提供了新思路，也展示了微波技术在功能材料合成中的独特优势。