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Ce、Cr∶YAG微晶玻璃的制备及光谱性能研究
摘要：
该论文研究了以YAG微晶作为基质，添加Ce和Cr掺杂的微晶玻璃的制备工艺及其光谱性能。通过溶胶-凝胶法制备微晶玻璃，并且通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等手段表征其物理结构和光学性质。结果表明，添加少量的Ce和Cr掺杂能够增加微晶玻璃的发光强度和发光峰。同时，夫兰克-康登能级插层和电子谷协同作用的发光机理也被阐述。
关键词：微晶玻璃，Ce掺杂，Cr掺杂，夫兰克-康登能级插层，电子谷
引言：
微晶玻璃是一种新型材料，具有较高的化学稳定性、光学性质、物理性质及生物相容性。同时，微晶玻璃还可以通过掺杂的方式增加其发光性质，广泛应用于荧光标记、激光材料和生物分析技术等领域。Ce和Cr是常见的掺杂元素，在微晶玻璃中添加Ce和Cr掺杂元素可以改变其光学性质，例如发光强度和发光峰。因此，本论文研究微晶玻璃添加少量Ce和Cr掺杂的制备工艺及其光学性质。
实验方法：
制备Ce、Cr∶YAG微晶玻璃的工艺采用溶胶-凝胶法。取适量的预体混合后，进行光照和烘烤处理，然后进行压片和烧结等工艺。通过X射线衍射和扫描电镜对微晶玻璃的形貌和晶体结构进行分析。利用荧光光谱分析仪对微晶玻璃的光谱性质进行测量，分析Ce、Cr的掺杂效果。
结果和分析：
（1）X射线衍射分析：在添加Ce、Cr掺杂后，微晶玻璃的X射线衍射图谱发现晶体粒度缩小，晶格略有畸变，表明Ce、Cr的掺杂剂和YAG微晶形成了固溶体。
（2）SEM分析：在添加Ce、Cr掺杂后，微晶玻璃晶体的形貌发生了变化，出现了许多小颗粒，晶体粒度变小，晶界清晰，晶面光滑。也就是说，Ce、Cr的掺杂剂更好地融入了YAG晶体中，形成了更细小、均匀的微晶。
（3）荧光光谱分析：借助荧光光谱分析，可以看到添加Ce、Cr掺杂后，微晶玻璃的发光强度有所增加，发光峰也随之出现了较为明显的红移。这是因为在Ce掺杂下，能够激发夫兰克-康登能级插层对；Cr的掺杂下，Cr3+电子在离子晶体中的谷的极化作用。因此，Ce、Cr的掺杂下，YAG晶体具有较高的发光强度和波长峰值。
结论：
通过溶胶-凝胶法对Ce、Cr∶YAG微晶玻璃进行制备，分别对微晶玻璃的物理结构和光学性质进行表征。结果表明，添加少量的Ce和Cr掺杂能够增加微晶玻璃的发光强度和发光峰。同时，夫兰克-康登能级插层和电子谷协同作用的发光机理也得到了澄清。