BCNO發(fā)光材料結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的研究.pdf

1、本文以硼酸、尿素和聚乙二醇為原料,采用低溫液相法合成了BCNO發(fā)光材料。通過對合成原料、原料配比、燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間的調(diào)整,確定了最佳合成工藝:以PEG(Mw=20000)作為C源,硼酸作為B源,尿素作為N源,固定硼酸的摩爾量為0.02mol,選擇C/B=0.002,N/B=5,燒結(jié)溫度為750℃,燒結(jié)時間為45分鐘。然后通過調(diào)整退火氣氛、退火溫度、退火時間三個條件,研究了退火工藝對樣品的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響,從而闡明了BCNO發(fā)光材料

2、內(nèi)在的發(fā)光機(jī)理。
　　高溫退火實驗中,退火氣氛為氬氣、氮氣、氫氬混合氣體(5％H2+95%Ar)以及氨氣,退火溫度為800-1400℃。在各種氣氛下退火時,隨著退火溫度的升高,樣品結(jié)晶性變好,氮化程度加強(qiáng),激發(fā)峰和發(fā)射峰藍(lán)移并分立為新的PL(photoluminescence)峰,激發(fā)峰位從280nm和370nm藍(lán)移至270nm和310nm,發(fā)射峰位藍(lán)移至300-350nm和400-450nm兩個區(qū)域。而且,氫氬混合氣體和氨氣中退

3、火時PL峰變化速率相對較快。高溫退火實驗證明,發(fā)射峰移動是因為晶體結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、B-O和B-N兩種鍵的比例以及原子鍵等因素引起光學(xué)帶隙發(fā)生了變化。
　　低溫退火實驗中,不同退火氣氛選擇不同退火溫度和退火時間。氮氣中短時間退火時,樣品發(fā)射強(qiáng)度急劇下降,延長退火時間至4小時,發(fā)射譜發(fā)生藍(lán)移;氨氣中退火時,隨著退火時間的延長,樣品發(fā)射譜均發(fā)生藍(lán)移;空氣中600℃溫度下退火時,發(fā)射峰發(fā)生紅移,700℃溫度下退火時,發(fā)射峰先紅移后藍(lán)移,其