三價稀土離子摻雜的硼酸鹽和磷酸鹽的發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、通過高溫固相法合成了一系列Ce3+離子摻雜的硼酸鹽熒光材料Y1-xCexBa3B9O18和Ba3Gd1-xCex(BO3)3，研究了它們的真空紫外到可見區(qū)域的光譜性質(zhì)。在YBa3B9O18∶Ce3+中，畸變的Ce-O多面體導(dǎo)致了在激發(fā)光譜中觀察到了Ce3+離子的5個激發(fā)峰。通過光譜和基質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)計算了Ce3+離子的光譜極化率αsp，晶體場劈裂能和5d能級重心位移等光譜參數(shù)。除此之外，研究了Ce3+離子摻雜濃度和溫度對其發(fā)光性質(zhì)的影

2、響。在Ba3Gd(BO3)3∶Ce3+中，通過光譜測試證實了Ce3+離子在基質(zhì)中占據(jù)了兩種不同的晶格格位，這是因為基質(zhì)中存在兩種化學(xué)環(huán)境不同的Gd3+離子的格位。在低的Ce3+離子濃度摻雜的樣品中，Ce3+離子優(yōu)先占據(jù)大的Gd(1)格位，具有高能量的5d能級和短波發(fā)射，隨著其摻雜濃度的增加，Ce3+離子開始占據(jù)小的Gd(2)格位，具有低能量的5d能級和長波發(fā)射。
　　 研究了Ca3La3(1-x)Tb3x(BO3)5熒光粉在真空

3、紫外到可見區(qū)域內(nèi)的發(fā)光性質(zhì)。觀察到了基質(zhì)在真空紫外區(qū)域存在較強(qiáng)的吸收，指派并討論了Tb3+離子在基質(zhì)中的f-d躍遷的性質(zhì)。研究了溫度和摻雜濃度對Tb3+離子的5D4→7F5躍遷的發(fā)光強(qiáng)度和熒光衰減的影響。通過對比樣品Ca3La3(1-x)Tb3(BO3)5(x=0.1)和商用等離子平板顯示(PDP)用熒光粉Zn2SiO4∶Mn2+的發(fā)光性質(zhì)，Ca3La3(BO3)5∶Tb3+可能是一類潛在的等離子平板顯示和無汞熒光燈用熒光粉。
　

4、　 研究了Dy3+離子單摻和Gd3+-Dy3+離子共摻的Ba3La(PO4)3熒光粉的發(fā)光性質(zhì)。歸屬了基質(zhì)的吸收帶和Dy3+離子能量最低的自旋允許和自旋禁戒的f-d躍遷吸收帶的位置。我們發(fā)現(xiàn)在172nm激發(fā)下，Gd3+離子的共摻顯著地增強(qiáng)了Dy3+離子的白光發(fā)射的發(fā)光強(qiáng)度。光致熒光光譜和熒光衰減曲線的測量顯示隨著Gd3+離子濃度的增加，Gd3+到Dy3+離子的能量傳遞越來越有效。
　　 研究了Eu3+離子摻雜的LiGd(PO3

5、)4熒光粉的真空紫外光譜性質(zhì)。相比于等離子平板顯示(PDP)用的發(fā)紅光熒光粉(Y,Gd)BO3∶Eu3+，熒光粉LiGd0.5Eu0.5(PO3)4在真空紫外區(qū)域呈現(xiàn)了強(qiáng)的寬帶吸收，并且在147 nm和172 nm激發(fā)下呈現(xiàn)了強(qiáng)的紅光發(fā)射。所以該熒光粉可能在PDP和無汞熒光燈領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。
　　 在真空紫外光激發(fā)下，通過改變Tb3+離子的濃度，樣品Li(Y,Gd)(PO3)4∶Tb3+呈現(xiàn)了從綠藍(lán)光到黃綠光顏色可調(diào)的發(fā)

6、光特性。同時我們在高的Tb3+離子摻雜濃度的樣品中觀察到了Tb3+離子的量子剪裁過程，這是源自于Tb3+離子之間的交叉弛豫的能量傳遞過程，它提高了樣品在真空紫外光激發(fā)下Tb3+離子綠光發(fā)射的發(fā)光效率。此外，我們通過熒光光譜和熒光衰減曲線研究并討論了Gd3+到Tb3+的能量傳遞過程和Tb3+離子5D3和5D4能級之間的交叉弛豫過程。
　　 研究了熒光粉LiGd1-xTmx(PO3)4在真空紫外到可見區(qū)域的發(fā)光性質(zhì)。在真空紫外和紫外

7、光激發(fā)下，熒光粉呈現(xiàn)了Tm3+離子的藍(lán)光發(fā)射，Tm3+離子最佳摻雜濃度為5 mol％。同時，在真空紫外光(195 nm)和低壓電子束激發(fā)下，我們還觀察到了Gd3+離子的雙光子發(fā)射現(xiàn)象，即當(dāng)Gd3+離子激發(fā)到6GJ激發(fā)態(tài)時，6GJ→6IJ，6pJ躍遷發(fā)射一個紅光光子，然后從6PJ躍遷到基態(tài)8S7/2，發(fā)射另一個紫外光光子。并且研究了Tm3+離子對于Gd3+離子的雙光子發(fā)射的影響。事實證明，Tm3+離子的引入對于Gd3+的雙光子發(fā)射起到猝滅

8、作用。
　　 合成了一系列稀土Sm3+離子單摻和Tb3+-Sm3+共摻的LiGd(PO3)4熒光體粉末。研究了單摻Sm3+樣品LiGd(PO3)4∶Sm3+在真空紫外，紫外，可見光范圍內(nèi)的發(fā)光性質(zhì)。在真空紫外和紫外光激發(fā)下，熒光粉LiGd(PO3)4∶Sm3+呈現(xiàn)了Sm3+離子的橙紅光發(fā)射，觀察到了Sm3+離子發(fā)射的濃度猝滅效應(yīng)。通過在LiGd(PO3)4∶Sm3+共摻Tb3+，觀察到了Tb3+離子在真空紫外區(qū)域?qū)τ赟m3+離子