K2Y1-xEuxF5单晶的光热发光特性与能量转移机制研究及其在激光技术和辐射剂量测定中的应用

为开发新型发光材料，研究人员通过水热法合成K2Y1-xEuxF5单晶，基于Judd-Ofelt理论分析其光谱特性，揭示Eu3+浓度对介质不对称性和刚性的影响，并发现热释光(TL)峰与电子陷阱深度的关联，为激光技术和辐射场鉴别提供新材料。

　　

在照明、激光和辐射探测等领域，寻找高性能发光材料一直是研究热点。其中，氟化物晶体因其低声子能量和弱电子云膨胀效应，成为稀土离子发光的理想载体。然而，关于K₂LnF₅:RE³⁺晶体中Eu³⁺的辐射参数计算、能量转移机制及热释光特性的系统研究仍存在空白。越南科学技术研究院（NAFOSTED）与俄罗斯科学院普通与无机化学研究所的研究人员合作，通过水热法成功制备了系列K₂Y_1-xEu_xF₅（x=0.01-1.0）单晶，相关成果发表于《Journal of Luminescence》。

研究采用X射线衍射(XRD)确认晶体正交相结构，通过光致发光(PL)和激发光谱(PLE)结合Judd-Ofelt理论计算强度参数Ω₂和Ω₆，并利用热释光(TL)技术分析β辐射后的电子陷阱特性。

XRD分析显示所有样品均为纯正交相，Eu³⁺占据晶体中至少两个不同对称位点。光谱研究发现，基于PLE谱计算的强度参数可靠性更高，且Ω₂和Ω₆参数随Eu³⁺浓度增加而上升，表明局域环境不对称性和刚性增强。能量转移研究表明，Eu³⁺的⁵D₀发光浓度猝灭与缺陷能量转移相关。热释光特性显示K₂Y_0.9Eu_0.1F₅在205°C和327°C存在TL峰，对应1.32 eV和2.07 eV的电子陷阱深度。

该研究首次系统阐明了K₂YF₅:Eu³⁺晶体的辐射参数与微观环境关联机制，证实其兼具激光增益介质和辐射剂量计的双重应用潜力。特别是通过Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁敏感特性，为晶体场分析提供了新型光学探针。研究成果对开发混合辐射场鉴别器件具有重要指导意义。