《Radiation Physics and Chemistry》：OPTICAL AND EMISSION SPECTROSCOPY AND RADIATION SHIELDING PROPERTIES OF Sm3+-DOPED P
2O
5 + BaO + La
2O
3 GLASSES
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Sm3+掺杂磷酸钡镧玻璃的物理光学特性及辐射屏蔽性能研究，系统分析了不同Sm3+浓度的玻璃密度、荧光寿命及Judd-Ofelt参数（Ω?=5.57×10?2? cm2，Ω?=5.22×10?2? cm2，Ω?=3.37×10?2? cm2），发现高浓度（≥1.0 mol% Sm?O?）时荧光衰减呈现非指数特性，符合Inokuti-Hirayama模型。辐射屏蔽实验表明其性能优于铅混凝土和常规混凝土。
C.R. Kesavulu|E. Masthanaiah|Ch. Basavapoornima|Shobha Rani Depuru|Wisanu Pecharapa|J. Kaewkhao|Thang Bach Phan|C.K. Jayasankar
印度安得拉邦阿马拉瓦蒂市阿姆里塔世界大学工程学院物理系，邮编522 503
摘要
在镧系元素中，Sm3+(4f5)离子具有相对复杂的电子结构，与Dy3+(4f9)离子相似，但两者都能发出可见光和红外光。因此，掺杂了Sm3+离子的晶体、玻璃陶瓷、荧光粉和玻璃在可见光光子器件、闪烁体和磁性元件开发方面的特性（结构、热学、光学、发光等）受到了广泛研究。本文系统地整理并重新分析了迄今为止关于Sm3+掺杂玻璃的物理、结构、发光和光学特性的研究结果，同时还包括我们自己对P2O5 + BaO + La2O3 + Sm2O3 (PBaLaSm)玻璃的研究。所有量化性质都得到了审查，并对玻璃成分进行了合理标注。所审查的性质包括光学带隙、Judd-Ofelt (JO) 参数等。对于所研究的玻璃，JO参数（× 10-20 cm2）分别为Ω2 = 5.57、Ω4 = 5.22和Ω6 = 3.37。研究发现，JO分析不仅受周围玻璃成分的配位几何结构的影响，还受用于JO分析的吸收能级数量的影响。理论计算表明，这些玻璃在30和40 KeV下的辐射屏蔽效果优于RS-253-G18、RS-360、铅和普通混凝土。测量了PBaLaSm玻璃中Sm3+离子的4G5/2能级的衰减率，发现在低浓度下呈指数衰减，而在高浓度（≥1.0 mol % Sm2O3掺杂）下则变为非指数衰减。由于交叉弛豫能量转移，随着Sm2O3浓度的增加（分别为0.01、0.05、0.1、0.5、1.0和2.0 mol %），4G5/2能级的实验寿命从2413、2383、2129、2039、1299和259 μs逐渐减小。非指数衰减率很好地符合Inokuti-Hirayama模型（S = 6），表明能量转移属于偶极-偶极类型。总之，本研究对48 Sm3+：玻璃体系的观察结果对于那些有兴趣在该领域进行系统研究以得出建设性结论的人来说非常有用。
部分摘录
引言
三价镧系离子（Ln3+）基光学材料目前被广泛应用于各种领域，包括通信设备、高密度存储、光子显示器、激光材料等。在所有镧系元素中，有些用于制造红外区域的光子器件，有些则适用于可见光区域的光学器件。最近，针对Ln3+掺杂玻璃的研究不仅限于红外光学领域。
实验技术
本实验使用了磷酸钡玻璃（摩尔百分比组成：62 P2O5 + 36 BaCO3 + (2-x) La2O3 + x Sm2O3）。选定的批料组成为35克，如表1所示，经过均匀研磨后制备成均匀的原料。玻璃制备的详细过程及所用分析仪器已在之前的研究中描述。
结果与讨论
本研究采用化学计量比62P2O5+36BaO+1.0La2O3+1.0Sm2O3来研究和分析材料的物理及光学性质。密度是一个基本物理参数，可以反映玻璃网络的结构紧凑性和连通性。表2展示了PBaLaSm玻璃系统中随着Sm3+离子浓度增加密度（g/cm3）的变化情况。显然，随着Sm2O3浓度的增加，密度逐渐增加。
结论
成功制备了掺杂Sm3+的磷酸钡玻璃，并通过吸收光谱、荧光光谱和衰减研究分析了其光学和荧光特性，同时通过辐射屏蔽实验评估了玻璃的强度。傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究分析了组成玻璃中与伸缩和弯曲振动模式相关的各种振动模式。从PBaLaSm1.0玻璃的吸收光谱中获得了三个Judd-Ofelt强度值。
CRediT作者贡献声明
J. Kaewkhao：撰写、审稿与编辑、监督、数据管理、概念构思。Thang Bach Phan：监督、方法设计、实验研究、概念构思。Wisanu Pecharapa：撰写、审稿与编辑、验证、监督、概念构思。Ch. Basavapoornima：撰写、审稿与编辑、初稿撰写。Shobha Rani Depuru：验证、监督、数据分析、概念构思。C.R. Kesavulu：数据可视化、软件应用、数据分析。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
其中一位作者C.K. Jayasankar衷心感谢印度孟买的DAE-BRNS（编号2009/34/36/BRNS/3174，日期2010年2月12日）提供的财政支持。
