稀土摻雜CaWO4、Ba2B5O9Cl基質(zhì)的發(fā)光材料的制備及其特性的研究.pdf

1、白光LED作為一種新型的固態(tài)照明光源，由于其高效節(jié)能、安全環(huán)保、壽命長、可靠性好等優(yōu)點(diǎn)而被譽(yù)為第四代照明光源，其市場應(yīng)用前景十分廣闊，并且越來越受到人們的重視。而白光LED用發(fā)光材料的性能和制備也成為了研究熱點(diǎn)之一。
　　本文通過高溫固相法制備了Sm3+和Eu3+摻雜CaWO4紅色熒光粉和Ba2B5O9Cl∶Eu2+，Ln3+(Ln=Dy，Er，Ho)藍(lán)色熒光粉。通過XRD、光致發(fā)光、熒光壽命、余輝衰減及熱釋光等技術(shù)手段進(jìn)行測量和

2、分析，主要獲得了以下幾方面的研究成果:
　　1.我們對(duì)CaWO4∶Sm3+樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行XRD測試，并使用Rietveld精修法對(duì)XRD進(jìn)行了分析，結(jié)果證明其晶相結(jié)構(gòu)是白鎢礦結(jié)構(gòu)。測試了常溫下的熒光光譜、熒光衰減曲線和時(shí)間分辨熒光光譜。激發(fā)光譜表明當(dāng)Sm3+的摻雜濃度為1％時(shí)，WO42-的吸收寬峰達(dá)到最大值;而Sm3+的激發(fā)峰達(dá)到最大值是3％。此外，WO42-吸收的能量能夠傳遞給Sm3+，但是此過程不是很徹底。時(shí)間熒光光譜清楚表明

3、了WO42--Sm3+的能量傳遞開始時(shí)間，而且也展現(xiàn)了能量傳遞到達(dá)最大值的時(shí)間。并且詳細(xì)討論了能量傳遞的過程。
　　2.我們測試了從低溫(10K)到室溫(300K)范圍內(nèi)的的光致發(fā)光光譜和時(shí)間分辨熒光光譜，還有熒光壽命衰減曲線。在室溫(300 K)和低溫(10K)條件下的熒光光譜顯示:制備的兩個(gè)樣品在240nm光的激發(fā)下，有一個(gè)源于WO42-大約在430nm的藍(lán)色發(fā)射峰;位于紅光區(qū)的CaWO4∶Eu3+的發(fā)射(5D0→7F1,2，

4、3,4)來源于WO42--Eu3+之間的能量傳遞，其中在616nm處的紅色發(fā)射峰能夠被385nm的近紫外和465nm藍(lán)光有效激發(fā)。由樣品熒光衰減曲線可知:在室溫條件下無摻雜CaWO4樣品中WO42-的熒光壽命是8.85μs，但摻雜Eu3+之后縮短為6.27μs，這進(jìn)一步證明WO42-Eu3+間能量傳遞過程的存在。由時(shí)間分辨熒光光譜的我們得到了WO42--Eu3+之間的能量傳遞時(shí)間的詳細(xì)演變過程，當(dāng)測試環(huán)境溫度從10K單調(diào)遞增到300 K

5、時(shí)，能量傳遞過程被監(jiān)測到的時(shí)間是單調(diào)減小的。對(duì)CaWO4∶Eu3+的在不同測試溫度下的熒光壽命結(jié)果表明:Eu3+的熒光壽命在10-50 K溫度范圍內(nèi)是增加的;當(dāng)溫度超過50K會(huì)發(fā)生熱猝滅現(xiàn)象Eu3+的熒光壽命開始縮短;然而，WO42-的熒光壽命則是隨著環(huán)境溫度的逐步升高而不斷減小。
　　3.測試了Ba1.92B5O9Cl∶Eu2+0.06，Ln3+0.02(Ln=Dy，Er，Ho)系列熒光粉的X射線粉末衍射(XRD)、光致發(fā)光光譜

6、、余輝衰減曲線和熱釋光譜。由XRD表征結(jié)果可知Ba1.92B5O9Cl∶Eu2+0.06，Ln3+0.02(Ln=Dy，Er，Ho)熒光粉是四方晶系粉末。通過光致發(fā)光光譜觀察到所得樣品的激發(fā)峰和發(fā)射峰位置和形狀都沒有明顯改變，但是峰強(qiáng)則隨著摻雜離子的不同強(qiáng)度增減程度也不同。根據(jù)樣品的余輝衰減曲線結(jié)果表明Dy，Er，Ho的摻雜能夠延長Ba2B5O9Cl∶Eu2+余輝時(shí)間的長短，而且也能夠增強(qiáng)初始亮度。其中，Dy3+是Ba2B5O9Cl∶E