- 上一篇：原位合成(TiC+TiB2)/Ti钛基复合材料研究
- 下一篇：铋酸盐玻璃结构和闪烁性能的研究
Eu3+ 的电子构型为：4f6 5s2 5p6
Eu3+的荧光特性：铕原子提供两个6s电子和一个4f7电子形成sf杂化轨道，由于4f轨道中有7个电子，处于半充满状态，因此4f轨道的能级已经下降，sf杂化轨道的能量也相对下降较多，当与阴离子价电子形成价带后，能级进一步下降，价带不仅仅要位于5s 5p的能级之下，而且要位于5s 5p能带之下相当的距离，也就是价带与5s 5p 能带之间的禁带有相当的宽度[14]。在高温固相反应形成价带的同时，4f6的第751个成对电子在形变力的影响下，电子云发生形变，被激励穿过价带，进入禁带，但亚稳基态仍然是f的空轨道，甚至激发态也是f轨道，因此电子吸收外界能量后是价带之上的f轨道之间的跃迁，所以称Eu3+等离子发出的荧光是f-f电子跃迁的结果[15]。Eu3+离子中处在亚稳基态的电子由于在 5s 5p电子层的保护和屏蔽下进行跃迁，受周围电场的干扰影响较小，因此在形变时，能级分裂成宽度较窄的副能级，所以发出的荧光光谱较窄，并彼此分离，这窄带发射为 Eu3+的特征光谱[21]。4f6成对电子与4f7成对电子相比，形变能力减弱很大，所以一般只能发出红色荧光，而且也难以穿过5s5p能带。
1.2.2 Eu的主要用途
大部分用于荧光粉。Eu3＋用于红色荧光粉的激活剂，Eu2＋用于蓝色荧光粉的激活剂。现在Y2O2S：Eu3＋是发光效率、涂敷稳定性、回收成本等最好的荧光粉。再加上对提高发光效率和对比度等技术的改进，故正在被广泛应用。近年氧化铕还用于新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉。氧化铕还可用于制造有色镜片和光学滤光片，用于磁泡贮存器件，在原子反应堆的控制材料、屏敝材料和结构材料中也能一展身手。因为它的原子比任何其他元素都能吸收更多的中子，所以常用语原子反应堆中作吸收中子的材料。此外，可以用作彩色电视机电视机的荧光粉，这些荧光粉发出闪亮的红色，用来制造电视荧光屏、激光材料等。
但是，Eu3+有空轨道接受孤对电子，可以和DNA形成配合物，破坏DNA的结构，可能会致癌。Eu3+对蚕豆根尖细胞有遗传毒性而且其毒害程度与处理浓度之间存在良好的剂量-效应关系。鉴于此，可以认为对环境影响比较大，应该严格控制其排放。
1.3 四硼酸铝钇YAl3（BO3）4材料(YAB)
稀土离子Eu3+掺杂的YAl3(BO3)4材料由于其很好的热稳定性，化学稳定性以及同构取代现象而在激光自倍频、荧光粉等领域被广泛研究。在YAl3(BO3)4:Eu3+基质中，Eu3+部分取代了Y3+的位置，其所处的格点位置缺乏反演对称性，致使Eu3+的5D0→7F2的电偶跃迁成为主要发射峰，这在实际应用中非常重要[15]。
1.3.1 硼酸盐
硼是具有独特化学行为的亲氧元素，硼氧化合物具有很高的稳定性，B原子既可以三配位也可以四配位，因此可供选择的结构类型非常广泛。随着新型功能材料的开发，出现了许多性能优良的发光材料，它们中就有许多是具有硼氧基团的硼酸盐化合物[16]。硼酸盐结构中B原子的电负性值与氧原子的电负性值相差很大，B-O键的结合力很强，它们在晶体中形成的价带和导带之间的能隙较大，因此主要由B-O键组成的阴离子基团有利于较短辐射波长的紫外辐射透过[17]。硼酸盐种类多，结构复杂，主要是有三个因素：
(a)硼原子有平面三角形配位或四面体配位；
(b)B-O-B桥可有不同的配位情况；
(c)BO3基团和BO4基团可以以不同的方式通过氧桥联的作用,结合成多聚型的链状、层状和骨架状等基团。