離子Mn2+，Dy3+摻雜Sr3Y(PO4)3-Ce3+熒光粉的能量傳遞與發(fā)光特性研究.pdf

1、能量傳遞是光致發(fā)光中的重要現(xiàn)象，其過(guò)程揭示了電子躍遷過(guò)程中的基本性質(zhì)與規(guī)律，而且能廣泛應(yīng)用于各類發(fā)光材料中，具有深遠(yuǎn)的研究意義。閃鉍礦型磷酸鹽基質(zhì)擁有特殊的陽(yáng)離子晶格，可以同時(shí)容納多種高濃度的二價(jià)、三價(jià)發(fā)光離子。此外，如同其他磷酸鹽發(fā)光材料，此類基質(zhì)具有物理與化學(xué)穩(wěn)定性好、發(fā)光效率較高等優(yōu)點(diǎn)，可以滿足研究能量傳遞現(xiàn)象的需求。
　　本工作選用Sr3Y(PO4)3(SYP)作為基質(zhì)，Ce3+作為敏化劑，采用高溫固相法分別制備了單摻雜的

2、Sr3Y(PO4)3∶Ln(Ln=Ce3+，Mn2+，Dy3+)粉體發(fā)光材料以及共摻雜的Sr3Y(PO4)3∶Ce3+，Mn2+紅色熒光粉和Sr3Y(PO4)3∶Ce3+，Dy3+黃白色熒光粉。通過(guò)XRD、光致發(fā)光、能量傳遞類型計(jì)算、色坐標(biāo)計(jì)算等分析手段，研究了SYP基質(zhì)中各個(gè)離子的發(fā)光特性與Ce3+對(duì)兩種不同激活劑的敏化作用。主要工作如下:
　　1.Sr3Y(PO4)3∶Ce3+，Mn2+熒光粉的發(fā)光特性及Ce3+對(duì)Mn2+的能

3、量傳遞特性研究
　　采用高溫固相法合成了Ce3+、Mn2+摻雜SYP的系列樣品。SYP∶xCe3+中只有一個(gè)發(fā)光中心，最佳濃度為x=0.07,最強(qiáng)與次強(qiáng)激發(fā)峰分別位于270nm和315nm，發(fā)射峰位于366nm。通過(guò)對(duì)比激發(fā)、發(fā)射光譜發(fā)現(xiàn)，在空氣中合成的SYP∶Ce4+樣品中存在部分Ce4+自行還原成Ce3+的現(xiàn)象。在270nm激發(fā)下，SYP∶Ce3+，Mn2+的樣品出現(xiàn)了強(qiáng)度遠(yuǎn)高于單摻雜SYP∶0.05Mn2+樣品的紅光發(fā)射，波

4、長(zhǎng)約為620nm，這歸因于Ce3+對(duì)Mn2+高效的能量傳遞效應(yīng)，傳遞類型為電偶極到電偶極相互作用。隨著Mn2+離子濃度的上升，樣品的晶胞體積縮小，共摻雜樣品中的紅色發(fā)射出現(xiàn)紅移現(xiàn)象。SYP∶0.07Ce3+，yMn2+共摻雜的最佳濃度為y=0.15,當(dāng)Ce3+的發(fā)光強(qiáng)度因Mn2+的引入而下降到一半時(shí)，Mn2+剛好達(dá)到最佳濃度，能量傳遞效率為51.6％。通過(guò)色坐標(biāo)分析得知SYP∶Ce3+，Mn2+發(fā)光顏色隨摻雜濃度增加，能從藍(lán)色調(diào)諧到橙紅

5、色，通過(guò)改良可能應(yīng)用于熒光燈或紫外LED。
　　2.Sr3Y(PO4)3∶Ce3+，Dy3+中Ce3+對(duì)Dy3+的敏化作用
　　選取激發(fā)光譜與SYP∶Ce3+發(fā)射光譜高度重疊Dy3+離子作為激活劑，使用高溫固相法合成了一系列Sr3Y(PO4)3∶0.07Ce3+，zDy3+發(fā)光材料。通過(guò)XRD與標(biāo)準(zhǔn)卡片的比對(duì)，分析了基質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)與參數(shù)不隨Dy3+濃度增加的性質(zhì)，因而575nm發(fā)射的超敏躍遷與484nm的發(fā)射強(qiáng)度比值沒(méi)有明顯變