深红色Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn^(4+),yMg^(2+)荧光粉的合成与发光性质

摘要

采用高温固相法在空气气氛中合成了新型Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn^(4+),yMg^(2+)深红色荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪表征荧光粉的晶体结构和形貌,并分析了发光性质,讨论了掺杂不同浓度Mn4+和过量Mg2+对样品发光强度的影响.结果表明,在300 nm波长激发下样品发射652 nm波长的红光,归因于Mn^(4+)的~2Eg—~4A_(2g)跃迁, Mn^(4+)的最佳掺杂浓度为0.14%.采用Blasse公式计算了Mn^(4+)-Mn^(4+)之间能量传递的临界距离,讨论了可能的能量传递过程和引起浓度淬灭的原因,采用Tanabe-Sugano能级图从理论上计算和分析了Mn^(4+)的d^3电子构型的晶体场强度大小.过量Mg^(2+)可以提高荧光粉的发光强度,同时导致了荧光寿命的缩短,荧光衰减曲线呈单指数变化.探讨了过量Mg^(2+)增强发光强度的机理,阐述了深红色荧光粉MgAl_2O_4:Mn^(4+)发光效率提高的原因.