稀土掺杂正硅酸盐荧光粉发光性能的研究

摘要

目前作为半导体照明LED和等离子体平板显示器PDP用的荧光粉引起了越来越多学者的重视，晶体中掺杂稀土离子的相关研究己成为人们研究的热点。 本文采用高温固相法制备了稀土离子掺杂的M2SiO4碱土金属系列正硅酸盐荧光粉，并对其结构特性及发光性能进行了研究。M2SiO4：Re的X射线粉末衍射数据与JCPDS标准卡片符合得很好，激活离子的掺入没有引起基质结构的明显变化，表明我们合成的材料是碱土金属正硅酸盐，属于M2SiO4型化合物。 Ba2SiO4：Eu2+荧光粉在398nm长波紫外光激发下的发射峰值位于509nm，是Eu2+的5d→4f跃迁的典型发射。其发射光谱呈不对称，表明基质Ba2SiO4中存在两种不同的Ba2+离子格位。 Ce3+，Eu2+共激活的硅酸钡荧光粉的光谱分析表明，不论以346nm(Ba2SiO4：0.01Ce3+荧光粉的激发谱中最强的激发峰)激发，还是以398nm(Ba2SiO4：xCe3+，0.02Eu2+荧光粉的激发谱中最强的激发峰)激发荧光粉，都观察不到Ce3+的发光，而Eu2+的绿带发射得到相应增强，说明Ce3+和Eu2+之间存在有效的无辐射能量传递。这是由于Ce3+的强蓝紫色宽带发射光谱与Eu2+离子的激发光谱存在很大程度的交叠，根据Dexter理论，证明在该体系中存在Ce3+→Eu2+离子间的无辐射能量传递。 (Ba1-x,Srx)2SiO4：Eu2+的发光体系中，Sr/Ba比率不仅改变晶体的晶格参数，而且改变了荧光粉的发射波长。随着x的增加，(Ba1-x,Srx)2SiO4晶体的晶格参数逐渐减小，相应的晶场强度逐渐增加，(Ba1-x,Srx)2SiO4：Eu2+的发射带产生了红移，从509m移到了569nm，而激发光谱的峰值几乎不变，仍然位于398nm附近。 在真空紫外激发下，Ba2SiO4：Eu2+的发射峰值位于502nm，是Eu2+的5d→4f跃迁的典型发射；Ba2SiO4：Tb3+的发射光谱主要由峰值位于490nm，549nm，590m，625nm的四个峰组成，分别对应Tb3+的5D4-7FJ(J=6，5…0)跃迁发射，其中以549nm的绿色发光最强。对Ba2SiO4：Ce3+，Tb3+荧光粉的光谱分析表明，Ce3+的掺入没有增强Tb3+的发射，反而减弱了Tb3+的发射。 用Mg2+，Ca2+完全取代Ba2SiO4：Tb3+中的Ba2+离子，相对应的晶体的晶格参数逐渐增大，晶场能量逐渐减少，其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动，而对应样品的发射光谱的峰位和峰值几乎不变。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第二章 实验方法

第三章 碱土金属M2SiO4：Re(Re=Ce3+，Eu2+)的长波紫外光谱性能的研究

第四章 碱土金属M2SiO4：Re(Re=Eu2+，Tb3+)真空紫外光谱性能的研究

第五章结论

参考文献

攻读硕士期间论文发表情况

致谢