如何确定Sm2+的浓度?


1.来自文章Radiation Effects in CaF2:Sm的方法:$$g N_{0}=8.70 \times \frac{10^{6} n \alpha W}{f\left(n^{2}+2\right)^{2}}$$其中是折射率,\( \alpha \)是吸收系数,\( f\)是振子强度,\(W\)是半高宽。

总的Sm浓度通过XRF测出来,晶体的折射率(refractive index)也比较容易测得(需要注意不同波长的光,折射率不同),吸收系数可以通过透射光谱的测试加上测量光通过晶体的路径长度计算得到。振子强度\(f\)作者是用特殊处理的含有100 %Sm2+的晶体,测量得到,具体怎么操作有待补充;Sm2+的\(4f-4f\)振子强度比\(4f-5d \)的高几个数量级。注意这里的半高宽\(W\)是eV,而不是波长单位nm。

另外这篇文章还提到用ESR测量Sm2+的浓度,但是由于Sm2+以及CaF2本身的特点导致ESR不可行。

1.1通过查询引用1中公式初始来源的文章,我们发现大多数文章都是进行晶体的测试,但是这篇文章用的陶瓷进行的测试,然后利用 Kubelka-Munk方程得到了晶体测试才能得到的吸收系数的值,最终同样也计算出了Cr3+的掺杂浓度。文章中的陶瓷片是在真空炉中烧结得到,而且透过率较好,可见这篇文章(相同作者发表)。

2. Switchable Piezoresistive SmS Thin Films on Large Area 的XPS方法,XPS可以半定量的分析元素含量,对于含量比较高的元素,误差在10%,探测深度是几个纳米。影响因素两种Sm的因素(1)表面悬空键;(2)XPS的X射线本身的影响;

如果掺杂浓度很低的话,信号强度会很弱比如这篇文章。
3. Counting the Photons: Determining the Absolute Storage Capacity of Persistent Phosphors. 利用phosphor in polymer的方法。

SrMgF4和BaMgF4中Sm2+似乎研究的人少,可以固相合成。

 

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