真空紫外用納米綠色熒光粉的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、納米發(fā)光材料在真空紫外(VUV)激發(fā)下具有獨(dú)特的光學(xué)特性，并且能夠?yàn)轱@示技術(shù)分辨率的提高及器件小型化的發(fā)展提供可能。本論文主要采用水熱法制備了真空紫外用納米綠色發(fā)光材料：Mn2+離子摻雜的硅酸鹽和稀土離子摻雜的氟化物。一方面，對傳統(tǒng)的硅酸鋅摻錳綠色發(fā)光材料進(jìn)行了納米級別的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并研究了其在真空紫外激發(fā)下的獨(dú)特光學(xué)性能；另一方面，選擇、設(shè)計(jì)并研究了新型氟化物納米綠色發(fā)光材料。論文主要內(nèi)容有：
　　 1.采用水熱合成方法，以正硅

2、酸乙酯(TEOS)作為硅源，在較低反應(yīng)溫度下合成了純六方相結(jié)構(gòu)的納米Zn2SiO4∶Mn2+發(fā)光材料，其合成溫度(140℃)是已見文獻(xiàn)報(bào)道中最低的。對所合成發(fā)光材料的性能研究表明，在真空紫外光激發(fā)下，納米Zn2SiO4∶Mn2+具有良好的綠光發(fā)射，其發(fā)射光譜是處于525nm的寬帶峰；通過表面活性劑的添加，可以制備不同形貌的Zn2SiO4∶Mn2+發(fā)光材料。具有規(guī)則形貌的球形Zn2SiO4∶Mn2+具有更高的發(fā)射強(qiáng)度。在制備得到的不同顆粒

3、尺寸的系列球形Zn2-xSiO4∶xMn2+納米顆粒中，由于納米材料的尺寸效應(yīng)，真空紫外激發(fā)下，更小尺寸的系列樣品具有較高的猝滅濃度，Mn2+離子的衰減時(shí)間較長。
　　 2.熱處理和共摻雜其它離子能夠有效改善水熱得到的Zn2SiO4∶Mn2+樣品的光學(xué)性能。熱處理后，納米Zn2SiO4∶Mn2+保持了其規(guī)則球形形貌，且發(fā)光強(qiáng)度明顯增強(qiáng)，這是由于熱處理使得納米顆粒的結(jié)晶性能提高，其表面缺陷減少，從而無輻射躍遷幾率減少，發(fā)光強(qiáng)度提高

4、。但是與水熱法得到樣品比較發(fā)現(xiàn)其余輝時(shí)間增長，這是說明高溫?zé)崽幚硎沟肸n2SiO4∶Mn2+樣品中形成的Mn2+離子對減少，孤立的Mn2+離子增多，從而余輝時(shí)間增長。為了改進(jìn)納米Zn2SiO4∶Mn2+的余輝時(shí)間，在納米Zn2SiO4∶Mn2+的樣品中共摻雜了其他金屬離子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ca2+離子摻雜的納米Zn2SiO4∶Mn2+顆粒的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到商用粉的107％；適當(dāng)?shù)腗g2+離子摻雜，可使Zn2SiO4∶Mn2+納米顆粒的衰減時(shí)間縮短

5、至4.98ms。通過分析，認(rèn)為共摻雜離子引起了納米Zn2SiO4∶Mn2+的晶格畸變，使得雙重禁戒的Mn2+離子躍遷放寬，從而改善了納米Zn2SiO4∶Mn2+的發(fā)光強(qiáng)度以及余輝時(shí)間。
　　 3.水熱法合成了六方相納米NaYF4∶Tb3+發(fā)光材料，得到的納米NaYF4∶Tb3+粒度均勻，分散性好。隨著還原溫度的升高，NaYF4的相結(jié)構(gòu)逐漸由六方相轉(zhuǎn)變成立方相。立方相納米NaYF4∶Tb3+在真空紫外下具有良好的綠光發(fā)射，立方相的