銪激活紅色熒光材料的制備與發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、本論文共分為三章，第一章為緒論，主要是對本論文研究領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識以及相關(guān)的研究背景做了簡要的介紹。第二章和第三章則詳細(xì)敘述了具體的研究體系，包括Eu3+離子摻雜的Sr2MgMoxW1-xO6和Eu3+/Bi3+共摻的釩酸鹽材料的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)的研究。
　　 在緒論中，我們首先對研究工作中所涉及的一些基本概念進(jìn)行了介紹，包括發(fā)光的基本原理和稀土離子的能級結(jié)構(gòu)與躍遷等。接著介紹了稀土離子在白光LED照明上的應(yīng)用前景。之后對論文中所用

2、到的兩種樣品制備方法，高溫固相法和溶膠凝膠法，進(jìn)行了簡單說明。最后我們詳細(xì)論述了本論文選題的依據(jù)和目的，即由于目前商用白光LED紅色熒光材料與藍(lán)色和綠色的熒光材料的發(fā)光性能有較大的差距，所以我們希望能夠找到在近紫外LED芯片激發(fā)下可以高效發(fā)射紅光的材料。
　　 論文的主要研究內(nèi)容在第二章和第三章中進(jìn)行了論述，在第二章中我們主要研究了Eu3+離子激活的Sr2MgMoxW1-xO6材料的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光性質(zhì)。在第三章中首先對LuVO4基

3、質(zhì)以及單摻Eu3+離子和Eu3+/Bi3+共摻LuVO4材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，并對其激發(fā)發(fā)射光譜進(jìn)行了深入研究。之后進(jìn)一步研究了不同基質(zhì)陽離子對材料發(fā)光特性的影響。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1.用高溫固相法成功地合成了Eu3+摻雜的Sr2MgMoxW1-xO6紅色熒光粉。通過測量樣品的XRD以及拉曼光譜研究了其結(jié)構(gòu)特征。由于Mo6+和W6+有相近的離子半徑和相似的化學(xué)性質(zhì)，因此形成的固溶體Sr2MgMoxW1-xO6具有

4、穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。通過測量樣品的激發(fā)光譜，發(fā)現(xiàn)樣品可以有效的吸收250nm到440nm范圍內(nèi)的激發(fā)光，這一波段范圍與近紫外白光LED芯片的發(fā)射波長能有效地匹配。而且Mo6+離子的濃度不斷增加時，樣品的激發(fā)譜中的激發(fā)寬帶隨之出現(xiàn)紅移。對樣品的發(fā)射譜進(jìn)行分析得出，不同的W/Mo比例會導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度的變化。當(dāng)Mo6+離子的濃度為40％時，樣品具有最強(qiáng)的發(fā)射積分強(qiáng)度。由于在Sr2MgMoxW1-xO6基質(zhì)中Eu3+離子處于無中心反演對稱的晶場環(huán)境，所以

5、來自于5D0→7F2的強(qiáng)制電偶極躍遷在發(fā)射光譜中占主導(dǎo)，表現(xiàn)為純正的紅光。在380 nm光源激發(fā)下，樣品Sr1.80Eu0.10Li0.10MgMoxW1-xO6的色度坐標(biāo)比Y2O2S∶Eu3+更加接近紅色熒光粉的推薦坐標(biāo)值(0.67，0.33)。但是Sr1.80Eu0.10Li0.10MgMo0.4W0.6O6樣品的熱猝滅很嚴(yán)重。因此我們希望通過進(jìn)一步研究找到提高材料猝滅溫度的方法。
　　 2.用高溫固相法制備了Eu3+和Bi

6、3+離子共摻的LuVO4紅色熒光材料并對其進(jìn)行了深入研究。首先通過測量樣品的XRD以及拉曼光譜研究了其結(jié)構(gòu)特征。之后對其光譜進(jìn)行了詳細(xì)的測量和分析，論述了其中的能量傳遞過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明摻雜Bi3+離子后，由于Bi3+-V5+電荷遷移態(tài)的作用，可以有效地擴(kuò)展LuVO4的吸收帶邊，使其從350 nm移動到400 nm，并且能明顯增加能量傳遞效率，使Eu3+離子發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)。與目前廣泛應(yīng)用的商用紅色熒光粉Y2O2S∶5％Eu3+相比，在近紫

7、外波段激發(fā)時，我們樣品的發(fā)射積分強(qiáng)度為它的2.5倍。此外，通過測量熱猝滅溫度，我們發(fā)現(xiàn)Lu0.85Eu0.05Bi0.10VO4比Y2O2S∶5％Eu3+具有較高的猝滅溫度。因此這種紅色熒光材料在近紫外白光LED方面具有潛在的應(yīng)用價值。之后，我們利用溶膠凝膠法制備了Eu3+和Bi3+離子共摻的LnVO4(Ln=Y, Lu, Sc)粉末，通過對比不同基質(zhì)中樣品的激發(fā)光譜，我們發(fā)現(xiàn)在Bi3+/Eu3+共摻雜的LnVO4(Ln=Y, Lu,