硼對Eu或Tb摻雜的SiO-,2-發(fā)光材料發(fā)光性能的影響研究.pdf

1、本文利用溶膠一凝膠法制備了B、Eu共摻雜和B、Tb共摻雜SiO<,2>基質(zhì)材料，通過改變體系中硼離子的含量，研究了B離子對Tb<'3+>發(fā)光性能的影響，利用差熱一熱重、紅外光譜、XRD分析了材料的微結(jié)構(gòu)。利用熒光激發(fā)光譜和發(fā)射光譜研究了材料的發(fā)光性質(zhì)及B對稀土離子發(fā)光性質(zhì)的影響。 差熱-熱重和XRD分析表明：120℃時B、Eu共摻雜SiO<,2>基質(zhì)材料和B、Tb共摻雜SiO<,2>基質(zhì)材料中的水和有機物已基本除去，溫度高于35

2、0℃時揮發(fā)性成分全部除去了。經(jīng)800℃退火處理后的樣品是非晶態(tài)結(jié)構(gòu)，同時也表明在摻雜濃度范圍內(nèi)Eu<'3+>和Tb<'3+>并未形成其它的相，還是以Eu離子和Tb離子形式存在。 紅外光譜測試結(jié)果表明，隨著B摻雜量的增加，經(jīng)800℃退火處理后的樣品材料中，B參與到了Si—O網(wǎng)絡(luò)中，形成了Si—O—B鍵，破壞了原來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 B、Eu共摻雜發(fā)光材料激發(fā)光譜和發(fā)射光譜分析表明：以613nm為監(jiān)測波長，得到的B、Eu共摻雜Si

3、O<,2>發(fā)光材料的激發(fā)光譜中，顯示了多個激發(fā)峰，分別是O<'2>—Eu<'3+>電荷躍遷，Eu離子的<'7>F<,0>—<'5>F<,4>、<'7>F<,0>—<'5>L<,3>、<'7>F<,0>—<'5>D<,4>、<'7>F<,0>—<'5>L<,7>、<'7>F<,0>—<'5>L<,6>、<'7>F<,0>—<'5>D<,3>、<'7>F<,0>—<'5>D<,2>的躍遷，其中 395nm處的Eu離子的<'7>F<,0>-<

4、'5>L<,6>躍遷為最強。用Eu離子的<,7>F<,0>-<'5>L<,6>躍遷的激發(fā)波長395nm為激發(fā)能量時，產(chǎn)生Eu離子的特征<'5>D<,0>→<'7>F<,J>(J=0，1，2，3，4)的躍遷峰。B的摻入明顯地增強了材料的發(fā)光強度。當Si∶B小于58∶1時材料的發(fā)光強度沒有很明顯的改變，當Si∶B為58∶1時發(fā)光有了明顯的增加。在200℃—800℃范圍內(nèi)發(fā)光強度隨退火溫度的增加而增加，但當溫度增到850℃時發(fā)光強度反而降低。

5、退火溫度主要對Eu<'3+>的發(fā)光強度有影響，而對主峰的位置影響不大。 B、Tb共摻雜發(fā)光材料激發(fā)光譜和發(fā)射光譜分析表明：以543nm為監(jiān)測波長，得到的B、Tb共摻雜SiO<,2>基質(zhì)材料800℃退火后的激發(fā)光譜中，顯示了多個激發(fā)峰，它們分別為4f<,8>—4f<'7>5d<'1>躍遷(<'7>F—<'7>D)，4f<'8>—4f<'7>5d<'1>躍遷(<'7>F—<'9>D，△S=1)和<'7>F<,6>-<'5>D<,2>

6、，<'7>F<,6>-<'5>L<'10>，<'7>F<,6>-<'5>D<,3>，<'7>F<,6>-<,5>D<,4>躍遷。以236nm為激發(fā)波長，產(chǎn)生Tb離子的特征<'5>D<,4>—<'7>F<,5>、<'5>D<,4>—<'7>F<,4>和<'5>D<,4>—<'7>F<,3>的躍遷。B的摻入明顯地增強了材料的發(fā)光強度，這可能是由于B把吸收光源的部分能量傳遞給Tb<'3+>的緣故。當材料中Si和B的比值約為39∶1時，Tb離子