稀土摻雜Ba2Ln(BO3)2Cl、CaWO4基質(zhì)發(fā)光材料的制備及其發(fā)光特性的研究.pdf

1、本文通過高溫固相法制備了Ba2Ln(BO3)2Cl(Ln=Y3+，Gd3+)∶Sm3+，Eu3+紅色熒光粉和共摻雜堿金屬作電荷補(bǔ)償?shù)腃aWO4∶Tb3+綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料。通過XRD、光致發(fā)光、熒光壽命、余輝衰減及熱釋光等技術(shù)手段進(jìn)行測(cè)量和分析，主要獲得了以下幾方面的研究成果:
　　1.Ba2Ln(BO3)2Cl∶Sm3+，Eu3+(Ln=Y，Gd)紅色熒光粉的發(fā)光特性及能量傳遞
　　通過對(duì)Sm3+/Eu3+單摻以及共摻Ba

2、2Ln(B O3)2Cl(Ln=Y, Gd)系列熒光粉的XRD研究，發(fā)現(xiàn)Ba2Ln(BO3)2Cl晶體結(jié)構(gòu)為單斜晶系，空間點(diǎn)群為P21/m。通過光譜圖可以觀察到，Sm3+-Eu3+共摻時(shí)隨著Eu3+離子濃度的增加Sm3+離子在603nm位置的發(fā)光強(qiáng)度逐漸減弱而Eu3+離子在593nm位置的發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，表明Sm3+/Eu3+之間存在能量傳遞。同時(shí)Sm3+離子的熒光壽命隨Eu3+離子濃度的增加而減小，進(jìn)一步證明在Ba2Ln(BO3)2

3、Cl熒光粉中Sm3+向Eu3+進(jìn)行了能量傳遞。通過對(duì)樣品的熒光光譜及熒光壽命的分析，我們還對(duì)Ba2Ln(BO3)2Cl∶Sm3+，Eu3+熒光粉的濃度淬滅、能量傳遞機(jī)理及能量傳遞效率做了進(jìn)一步的研究，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)Ba2Ln(BO3)2Cl∶Sm3+，Eu3+熒光粉中Eu3+和Sm3+之間的能量傳遞是“電偶極-電四極”相互作用引起的。研究表明，通過共摻雜Sm3+離子可以提高Ba2Ln(BO3)2Cl∶Eu3+紅色熒光粉在近紫外(～400nm

4、)激發(fā)下的能量利用率，這就很好的與GaN基質(zhì)的LED發(fā)射相匹配，有助于增強(qiáng)其在白光LED中的應(yīng)用。
　　2.堿金屬離子摻雜對(duì)CaWO4∶Tb3+發(fā)光和余輝性能的影響
　　通過對(duì)CaWO4∶ Tb3+，M+(M=Li，Na，K)系列樣品的光致發(fā)光及余輝特性的研究，得出不同的堿金屬離子對(duì)材料的光致發(fā)光及余輝有不同程度的影響。其中Na+半徑與于Ca2+半徑最為接近，從而對(duì)Tb3+離子摻雜的電荷補(bǔ)償以及基質(zhì)的體積補(bǔ)償效果最為明顯，從

5、而提高Tb3+離子的發(fā)光。而對(duì)于樣品的余輝性能，樣品的余輝來源于Tb3+的5D4→7F5,6躍遷特征峰，電荷補(bǔ)償對(duì)樣品的余輝發(fā)射光譜位置和熱釋峰的峰形均不產(chǎn)生影響，只是強(qiáng)度發(fā)生改變，這可能是由于電荷補(bǔ)償時(shí)堿金屬離子半徑不同從而影響陷阱濃度造成的。不同半徑堿金屬離子的摻雜使材料自身缺陷引起的陷阱濃度得到某種程度的增加或減小，從而對(duì)材料的余輝性能產(chǎn)生不同程度的影響。Li+進(jìn)入晶格后與其他堿金屬離子相比對(duì)晶格的扭曲影響最大，形成的陷阱濃度最大