NaCa4Nb5O17:RE3+(RE=Pr,Bi/Eu)红色荧光粉的制备与发光特性研究

摘要

本文采用高温固相法制备了两组组荧光粉，分别为NaCa4Nb5O17∶Pr3+，Bi3+以及NaCa4Nb5O17∶Eu3+。利用X射线衍射图谱，表征样品的晶格结构;利用样品的激发光谱和发射光谱，表征样品的发光性质。
　　X射线衍射分析结果表明，NaCa4Nb5O17∶Pr3+为单斜晶系结构，属于P1121/b空间群。激发光谱由200-425 nm的强激发带和425-500 nm的弱激发带组成。最高峰位于宽带中的286 nm处，是由基质NbO7-基团的电荷迁移跃迁所导致。其他的肩峰分别位于225，303，345 nm处，分别归属于Pr3+离子的3H4→1S0，Pr3+→Nb5+的价间电荷转移跃迁和Pr3+离子的4f2→4f15d1激发跃迁。425-500 nm范围的三个尖峰对应的分别是Pr3+离子的3H4→3P2、3P1、3P0跃迁。样品的发射光谱中475-525 nm处微弱的发射峰归属于Pr3+离子的3P0→3H4跃迁。最高峰在612 nm处，来自于Pr3+离子的1D2→3H4特征跃迁。
　　为了改善NaCa4Nb5O17∶Pr3+荧光粉的激发范围，在荧光粉里共掺杂少量的Bi3+离子后样品的X射线衍射峰没有发生变化。NaCa4Nb5O17∶Pr3+，Bi3+样品在612 nm监测下的激发光谱中，当Bi3+离子的浓度从0增加至0.2时发现在333nm附近出现了Bi3+→O2-的电荷迁移跃迁激发带，而基质NbO67-基团电荷迁移跃迁的激发强度降低。同一Bi3+浓度下Bi3+→O2-的电荷迁移跃迁吸收强度比NbO67-基团的电荷迁移跃迁吸收更强，而且随着Bi3+离子浓度的增加，Bi3+→O2-的电荷迁移跃迁吸收带的强度也得到增强。样品在333 nm激发下测得的发射光谱跟NaCa4Nb5O17∶Pr3+的发射光谱基本相同，475-525 nm处微弱的发射峰对应于Pr3+离子的3P0→3H4跃迁，最高峰依然位于612nm处，归于Pr3+的1D2→3H4特征跃迁。
　　NaCa4Nb5O17∶Eu3+荧光粉中，当Eu3+离子的掺杂浓度为0-0.2时X射线衍射谱与标准卡吻合。NaCa4Nb5O17∶Eu3+的激发光谱由两部分组成:在250-350 nm的宽激发带源于基质NbO67-基团的电荷迁移跃迁电荷转移跃迁和Eu3+离子和基质中O2-离子之间的电荷转移跃迁;350 nm以后的一系列尖峰都属于Eu3+离子的f-f跃迁吸收，其中最强吸收峰位于393 nm处，对应的是Eu3+离子的7F0→5L6跃迁。发射光谱是由531、551、578、596、610和653 nm范围的发射峰组成，分别对应Eu3+离子的5D1→7F1、5D1→7F2、5D0→7F0、5D0→7F1、5D0→7F2和5D0→F4跃迁，最高峰位于610 nm处。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 白光LED

1．1．1 LED的概述

1．1．2 白光LED的获取方式

1．2 白光LED用荧光粉

1．2．1 蓝光LED芯片激发的荧光粉

1．2．2 近紫外LED芯片激发的荧光粉

1．3 研究意义及内容

第二章 发光理论

2．1 化学元素周期表中的稀土元素

2．2 Pr3+离子的能级结构与发光性质

2．3 Bi3+离子的能级结构与发光性质

2．4 Eu3+离子的能级结构与发光性质

第三章 样品的制备与表征

3．1 样品制备

3．2 制备过程

3．3 样品的晶体结构

3．4 光致荧光光谱分析

第四章 NaCa4Nb5O17：Pr3+，Bi3+的发光性质

4．2 NaCa4Nb5O17：Pr3+，Bi3+的发光性质

第五章 NaCa4Nb5O17：Eu3+的发光性质

5．2 NaCa4Nb5O17：Eu3+的发光性质

第六章 结论

参考文献

致谢

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