Al3+、Zn2+等掺杂对CaY2(MoO4)4:Dy3+/Eu3+荧光粉性能的影响研究

摘要

四方相白钨矿结构的CaY2（MoO4）4具有良好的热稳定性，较髙的激活离子猝灭浓度，在紫外光区有较强的电荷迁移吸收带，是很有潜力的紫外激发白光LED的基质材料。Dy3+是一种理想的白光激活离子，Eu3+是一种红光激活离子，因此稀土Dy3+和Eu3+激活的CaY2（MoO4）4荧光粉引起了广泛的关注。紫外LED的禁带宽度较大，效率低，提高CaY2（MoO4）4:Dy3+和CaYz（MoO4）4:Eu3+荧光粉的发光强度，改善颗粒形貌成为该领域研究的热点。
　　本文釆用溶胶-凝胶燃烧法合成Al3+、Zn2+掺杂的CaY2（MoO4）4：Dy3+和Al+、Bi3+、Si4+、BO33-、SO42-掺杂的CaY2（MoO4）4：Eu3+荧光粉，通过XRD、SEM、EDS、UV-Vis、FT-IR和PL等测试方法对荧光粉进行表征。研究了Al3+、Zn2+、Bi3+、Si4+、BO33-、SO42-对CaY2（MoO4）4：Dy3+和CaYz（MoO4）4：Eu3+荧光粉性能的影响，研究结果表明：
　　（1）紫外光激发下，CaY2-x（MoO4）4：xDy3+荧光粉发射黄绿光，在x=0.12时发光强度达到最大值。适量的Al3+、Zn2+掺杂可提高CaY1.88（MoO4）4：0.12Dy3+荧光粉的发光强度，随着Al3+、Zn2+含量的增加，CaY1.88-xMex（MoO4）4:0.12Dy3+（Me=Al、Zn）荧光粉的发光强度呈现先增大后减小的趋势，在x分别为0.06和0.04时达到最大值，相对于未掺杂样晶提高了2.68和1.87倍。
　　（2）Eu3+掺杂CaY2-x（MoO4）4：xEu3+荧光粉在紫外光激发下发出主峰位于613nm红光，当Eu3+的掺杂量为1.2时，发光强度达到最大值。Al3+和Bi3+替代部分Y3+可显著增强CaY0.8-xMex（MoO4）4：1.2Eu3+（Me=Al、Bi）荧光粉在紫外激发下的发光强度，在x分别为0.08和0.01时，样晶的发光强度提高了2.36和2.41倍。Bi3+掺杂导致CaY2（MoO4）4：Eu3+荧光粉的电荷迁移吸收带最大值从321nm移动到333nm。
　　（3）掺杂BO33-和SO42-增强了Mo-O键的共价性，提高Eu3+在紫外激发下的发光强度。当x分别为0.02和0.02时，CaY0.8（MoO4）4x（BO3）x：1.2Eu3+和CaY0.8（MoO4）4-x（SO4）x：1.2Eu3+荧光粉的发光强度提高了1.76和2.66倍。
　　（4）Si4+掺杂能够显著提高CaY2（MoO4）4：Eu3+荧光粉的分散性，减小颗粒尺寸。随着Si4+含量的增加，CaY0.8（Mo1-xSixO4）4：1.2Eu3+荧光粉的电荷迀移吸收带最大值从321nm移动到311nm，在x=0.02时发光强度达到最大值，相对于未掺杂样晶提高了1.49倍。

目录

声明

1 引言

1.1 白光LED的研究现状

1.2 紫外LED用荧光粉的研究进展

1.3 钼酸盐荧光粉的研究进展

1.4 本课题的研究内容及意义

2 实验材料和研究方法

2.1 实验材料

2.2 实验设备

2.3 荧光粉的制备

2.4 荧光粉的表征

3 D y3+/Eu3+对CaY2(MoO4)4:Dy3+/Eu3+荧光粉性能的影响

3 . 1 D y 3+对CaY2(MoO4)4:Dy3+荧光粉性能的影响

3 . 2 E u 3+对CaY2(MoO4)4:Eu3+荧光粉性能的影响

3.3 本章小结

4 A l3+/Zn2+对CaY1.88(MoO4)4:0.12Dy3+荧光粉性能的影响

4 . 1 A l 3+对CaY1.88(MoO4) 4:0.12Dy3+荧光粉性能的影响

4 . 2 Z n 2+对CaY1.88(MoO4) 4:0.12Dy3+荧光粉性能的影响

4.3 本章小结

5 A l3+/Bi3+/Si4+对CaY0.8(MoO4)4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

5 . 1 A l 3+对CaY0.8(MoO4) 4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

5 . 2 B i 3+对CaY0.8(MoO4) 4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

5 . 3 S i 4+对CaY0.8(MoO4) 4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

5.4 本章小结

6 B O33-/SO42-对CaY0.8(MoO4)4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

6 . 1 B O 3 3-对CaY0.8(MoO4) 4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

6 . 2 S O 4 2-对CaY0.8(MoO4) 4:1.2Eu3+荧光粉性能的影响

6.3 本章小结

7 结论

致谢

参考文献

作者攻读硕士期间发表的论文