卤化物基质中3m~(2+)离子光谱性质的研究

3m~(2+)离子在红区和红外区可以产生4f~6组态内的f-f跃迁锐线发射和d-f跃迁宽带发射。在某些基质中，这两种跃迁形式可以同时存在。由于d-f跃迁是原于宇称允许的跃迁，所以其发射强度要比4f~n组态内的f-f跃迁强得多。这可以保证对泵浦的有效吸收，提高光泵效率。而4f~n组态内部的f-f跃迁可以实现激光振荡，有利于提高储能降低阈值。所以研究3m~(2+)离子的光谱性质及其影响因素对于寻找和设计新的激光和发光材料有着重要意义。近年来，低价稀大离子的价态问题一直是人们力求探讨的问题，3m~(2+)离子具有极强的还原性和不稳定性，因此关于它的价态研究更具有特殊的意义。本论文采用了几种较简单的方法合成了三十种掺杂3m~(2+)离子的磷光体，分别经x－射线。荧光光谱等实验证实。其中有二十种未见过文献报道。在BaMgF_4:3m~(2+)等十七种体等中研究了基质格位的对称性，对于3m~(2+)离子f－f跃迁性质的影响。如果3m~(2+)离子占据其质中有反演对称中心的点群位置，只有f－f磁偶极跃迁是可能的。这时，~5Do→~7F_1发射线最强。如果3m~(2+)离子占据基质中无反演对称中心的点群位置，f－f磁偶极跃迁和受迫电偶极跃迁都是可能的，这时~5Do→~7Fo发射线最强。在KMgF_3:3m~(2+)等四种体系中研究了电荷补偿效应对3m~(2+)离子f－f跃迁性质的影响。如果3m~(2+)离子取代基质中的一价阳离子，电荷补偿效应使3m~(2+)离子的局部对称性降低，结果f－f跃迁发射线增多。在NaMgF_4:3m~(2+)体系中研究了基质晶体构形变化对3m~(2+)离子f－f跃进性质的影响。NaMgF_3:3m~(2+)由立方相变为正多相时，3m~(2+)离子的点对称性降低，结果出现了~5Do→~7F_3、~5Do→~7F_4两组新线。讨论了晶场强度和化学键性质对于3m~(2+)离子跃迁形式的影响。在有小半径或高正电荷阳离子作为中间阳离子的复合氟化物体系中，3m~(2+)离子周围的晶场变弱，3m－F的共价性降低，结果不能产生d-f跃宽带发射，只能产生f－f跃迁锐线发射。在某些共价性较强的碱金属卤化物和碱S金属卤化物基质中，3m~(2+)离子受到较强的共价作用，这种作用产生主影响，结果能够产生3m~(2+)离子的d-f跃迁宽带发射。在KxNo_1-xMgF_3:3m~(2+)、KMgF_3-xClx:3m~(2+)、KMgF_(2.9)*0.1:3m~(2+) (X=F、Cl、Br、I)三种体系中研究了基质组成变化对3m~(2+)离子f－f跃迁发射强度的影响。在形成化合物或固熔体的条件下，基质组成变化如果导致了3m~(2+)离子对称性降低，3m~(2+)离子的f－f跃迁发射就增强。和阳离子组成的变化相比，阳离子变化对3m~(2+)离子f－f跃迁发射强度影响更大。和正交体等相比，立方体系中基质组成变化对3m~(2+)离子f－f跃迁发射强度的影响更大。在BaCl_2:3m~(2+)等六种体系中讨论了激活剂浓度变化对3m~(2+)离子发射强度的影响。3m~(2+)离子浓度萃取的临界值一般在0.02mol左右，在临界浓度为，随激活剂浓度的增加，3m~(2+)离子的发射强度增大。研究了高温分解3mF_3法制备KMgF_3:3m~(2+)过程中3m(III)→3m(II)的价态转变。由于基质反应的存在，产生了某些局部化学因素，有利于3mF_3的分解，实现了3m(III)→3m(II)的价态转化。在某些复合氟化物和碱S金属氟卤化体系中研究了基质结构因素对于3m~(2+)离子价态的影响。得出了稳定3m~(2+)离子的基质条件为：①基质中含有半径接近3m~(2+)离子的一价或二价阳离子② 复合基质的形成速度要快。找出了KMgF_3、NaMgF_3、BaClF、BaBrF等四种特别能够稳定3m~(2+)离子的基质。在MLnFs(M=Ca Sr Ba Ln=La Crd)考定了几种合成方法对于3m(III)→3m(II)价态转化的影响，其中3m粉还原法为最佳方法。