銩元素對鎢酸鋇結構的影響

銩（Thulium，Tm）是稀土金屬中的一種，其憑藉著良好的熱學、力學、光學和電學等性能，廣泛應用于激光技術、激光醫學、光纖通信、彩色顯示等領域中。值得一提的是，銩離子（Tm3+）憑藉著豐富的能級和在可見光波段的熒光發射譜綫，而越來越受人們的關注。它與鐿離子（Yb3+）一樣，可以改善鎢酸鋇（BaWO4）粉末的性能。

研究表明，向鎢酸鋇粉末中加入少量的銩元素，幷不會改變鎢酸鋇結構，來自于周圍雜心得電荷補償可以彌補Tm3+加入造成的電荷失衡問題。也就是說，向BaWO4晶體中摻雜Tm3+，可以被認爲是Tm3+取代了部分鋇離子（Ba2+）的格位。BaWO4晶體屬四方晶系，白鎢礦結構，其空間群爲I41/a-C4h。從微觀的角度上來看，鎢酸鋇晶體中的Ba2+的周圍有8個相鄰近的氧離子（O2-）可以定位成兩套相互穿插變形的四面體。值得一提的是，由于BaWO4晶體的排雜能力，單摻稀土離子分凝係數比較小，對其進行稀土離子的摻雜較爲困難。

研究表明，銩元素能够改善鎢酸鋇晶體的光譜性質，使之更適合應用于光電和微波陶瓷等領域中。與單斜晶系的ZnWO4（鎢酸鋅）晶體相比，BaWO4晶體對稱性較高，在BaWO4晶體中的Tm3+的離子能級分裂現象不明顯。因此，摻銩鎢酸鋇（Tm3:BaWO4）晶體的吸收光譜圖比摻銩鎢酸鋅（Tm3+:ZnWO4）晶體的吸收光譜簡單。另外，Tm3+:BaWO4晶體在268nm和362nm光源激發下，可以分別觀測到位于477.2nm和455.5nm的可見熒光。

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