基质组成对铝酸锶磷光体发光光谱的影响

摘要

铕、镝共激活的铝酸锶长余辉发光材料在室温下经日光、可见光短时间照射后,可在暗处产生强烈而持久的发光,为一类节能、高效、稳定并无污染的磷光体.材料的发光源于Eu<'2+>的4f-5d电子跃迁,激发后是从4f<'6>5d的最低能级跃迁回属于4f的基态<'8>S<,7/2>时发光的.由于Eu<'2+>被基质离子所包围,基质离子所产生的晶体场使Eu<'2+>离子的4f<'6>5d混合能级劈裂,从而改变发光的波长.由于Eu<'2+>的5d态位置比较低,发光波长落在可见区域.改变晶格从而改变5d的位置,从而使Eu<'2+>的发光颜色发生变化.采用不同配比的SrCO<,3>和Al<,2>O<,3>制备了一系列铝酸锶(XSrO·YAl<,2>O<,3>)基质材料,XRD分析表明原料随着Al/Sr比例的增加,材料的晶格结构由富锶相向富铝相变化,即依Sr<,3>Al<,2>O<,6>→SrAl<,2>O<,4>→SrAl<,12>O<,19>顺序生成.同时掺杂Eu<,2>O<,3>和Dy<,2>O<,3>,以H<,3>BO<,3>为助熔剂,经充分研磨混合均匀、C粉保护下于1300℃煅烧2小时制备一系列长余辉发光粉X(Sr<,0.95>Eu<,0.025>Dy<,0.025>O)·YAl<,2>O<,3>.荧光光谱分析表明激发光谱落在紫外到可见光范围,激发峰值几乎没有变化,随原料中的Al/Sr比例增加发射峰值逐渐蓝移(525nm→471nm).随基质的主要晶相由Sr<,3>Al<,2>O<,6>→SrAl<,2>O<,4>→SrAl1<,2>O<,19>变化时,基质的晶格对称性提高导致Eu<'2+>离子周围的晶体场强度逐渐减小,Eu<'2+>离子的4f<'6>5d能级被劈裂的作用不同,使Eu<'2+>离子的4f<'6>5d态的最低能级位置由低往高变化,从而使发光波长往短波方向移动.并研究了基质结构不变,为SrAl<,2>O<,4>的发光粉中随Eu<'2+>离子浓度的增加发光光谱的变化,结果表明荧光光谱的峰值几乎没有变化,但Eu<'2+>浓度大于5％时将发生浓度猝灭.分析表明随Eu<'2+>浓度增加,晶胞对称性提高、形变力减弱造成发光中心数量减少,结果造成发光的浓度猝灭.此次研究将为人们进一步研究开发高性能铝酸锶系磷光体提供依据.

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1非放射性长余辉光致发光材料

1.1.1稀土发光

1.1.2光致发光材料

1.1.3非放射性长余辉材料

1.2长余辉发光材料的发展历史，研究现状

1.2.1对长余辉发光材料研究的必要性

1.2.2长余辉发光材料的发展历史

1.2.3不同的制备方法对发光性能的影响

1.2.4基质结构对发光性能的影响

1.3长余辉发光材料发光机理的探讨

1.3.1发光机理-电子云形变

1.3.2铕离子的荧光特性

1.3.3余辉机理研究

1.4铝酸锶长余辉发光材料的研究现状与展望

第二章 实验设计与研究方法

2.1实验设计思路

2.2主要原料

2.3材料制备方法

2.3.1固相反应过程分析

2.3.2固相法合成的研究

2.4研究分析方法

第三章 铝酸锶基质的制备

3.1不同铝锶配比的铝酸锶基质的制备

3.2实验分析与讨论

第四章 长余辉发光粉体的制备与研究

4.1 X(Sr0.95Eu0.025Dy0.025·YAl2O3发光粉体的制备

4.2实验结果与讨论

4.2.1 X(Sr0.95Eu0.025Dy0.025O)·YAl 2O3的荧光光谱分析

4.2.2铕离子的能级在不同的基质环境中的劈裂

4.2.3材料的长余辉现象

第五章 Eu2+离子浓度对长余辉发光粉体发光光谱的影响

5.1不同Eu2+浓度发光粉的制备

5.2实验结果与讨论

5.2.1不同Eu2+浓度发光粉的荧光光谱

5.2.2不同Eu2+浓度的发光粉体的相对发光强度

第六章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢