掺主族金属Bi离子的BaO-B2O3系单晶体近红外宽带发光的研究

最近，Bi离子掺杂的非晶态玻璃或光纤，由于在1000~1700nm红外波段获得激光输出，受到国内外的广泛关注。单晶的有序结构特征可以为激活离子提供更高效率的发光环境，但至今未有Bi离子掺杂的单晶红外发光的报道。.项目申请人首次在Bi:?-BaB2O4晶体中发现了红外发光现象。考虑到Bi离子的半径大，特别是低价态的Bi离子（如Bi3+离子半径为117pm、Bi+具有更大的离子半径145pm），本项目选择BaO－B2O3体系的晶体?-BaB2O4和BaB4O7作为基质：一方面，Ba2+离子半径大（149pm）；另一方面，硼酸根具有多种结构，具有平面三角形硼酸根的?-BaB2O4和具有三维网络结构四面体硼酸根的BaB4O7，可以为Bi离子提供不同的配位场环境。拟开展主族离子Bi在以上单晶中价态转变、红外发光效应和发光机理的研究，确定红外发光的起源和光致发光的机制，并力争实现激光输出。