NaF与KF对Sm3+掺杂锂氧氟磷酸盐玻璃光致/射线致发光行为的调控机制研究

本文系统研究了NaF/KF部分取代P2O5对Sm3+掺杂锂氧氟磷酸盐玻璃的结构与光学性能影响。通过XPS证实NaF增加非桥氧（NBOs）促进结构解聚，光致发光（PL）强度提升；而KF通过次级电子能量转移增强X射线诱导发光（XIL）。CIE色度分析显示稳定的橙光发射，为设计高性能Sm3+玻璃闪烁体提供了新思路。

　　

Highlight

Sm³⁺掺杂锂氧氟磷酸盐玻璃通过熔融淬火法成功制备，研究首次揭示了NaF与KF对玻璃网络结构及发光性能的差异化调控机制。

Experiment

采用传统熔融淬火技术制备三种玻璃体系：基础组（PLGdAfSm_1.0）、NaF取代组（PLGdAfNafSm_1.0）和KF取代组（PLGdAfKfSm_1.0）。配方中2.5 mol% P₂O₅被NaF/KF等量替代，保留5 mol% Gd₂O₃作为敏化剂。

Results and Discussion

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  物理性质：NaF/KF的引入使密度升高而摩尔体积降低，表明玻璃网络更致密（图2a）。XPS证实NaF显著增加非桥氧（NBOs），导致结构解聚。

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  发光行为：NaF通过NBOs增强4f-4f跃迁使PL强度提升；KF则因K⁺离子半径较大，促进次级电子能量转移，使XIL效率提高15%。

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  色度分析：所有样品CIE坐标均落在橙光区（x=0.58±0.02, y=0.41±0.01），发射稳定性优异。

Conclusion

研究表明：NaF通过结构解聚优化PL性能，KF则通过能量转移通道增强XIL响应。这种"组成-结构-性能"的精准调控策略，为开发新型Sm³⁺激活闪烁体玻璃提供了理论依据。