摘要：
稀土掺杂LaGaO3荧光粉因具有优良的发光性能、高的显色性和稳定性等优点而适合应用于场发射显示和LED器件中,其中,LaGaO3∶Tb^3+发光强度和色纯度高于商用Y2SiO5∶Ce^3+荧光粉。通过共掺Sn^4+提高LaGaO3∶Tb^3+荧光粉的发光性能使其更好地应用在白光LED中;利用高温固相法制备一系列LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+绿色荧光粉,并通过XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征。结果表明:掺杂Tb^3+和Sn^4+分别取代La^3+和Ga^3+进入到基质LaGaO3的晶体结构中,并未出现其他杂相,形成纯相的荧光粉。样品的激发光谱均由位于231,257和274 nm处的宽峰和位于300~500 nm锐利峰组成,其中,231和274 nm分别对应于Tb^3+的4f-5d自旋允许跃迁(LS,7F6→7DJ,ΔS=0)和自旋禁戒跃迁(7F6→9DJ,ΔS=1);257 nm归因于基质中GaO6基团自激活光学中心的跃迁;300~500 nm锐利峰归因于Tb^3+的f-f特征激发跃迁,如7F6→5H6,5H7,5L6,5L9,5L10,5G9和5D4。相对于LaGaO3∶Tb^3+,共掺Sn^4+主要提高Tb^3+的4f-4f特征激发跃迁强度,主激发峰由Tb^3+的f-d跃迁变为f-f跃迁。在380 nm光激发下,样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发射光谱均由Tb^3+的特征跃迁5D4→7F6(487和493 nm),5D4→7F5(545 nm),5D4→7F4(584和589 nm)和5D4→7F3(622 nm)组成,其中,以5D4→7F5跃迁为主。样品LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的CIE色坐标分别位于绿色区域(0.2874,0.5459)和(0.2797,0.5761);荧光寿命分别为1.63和1.38 ms;色纯度分别为54.81%和62.67%。共掺Sn^4+不仅没有影响发射峰的位置,而且提高了发射强度(提高近一倍),改变样品的浓度猝灭机理,由双极子-双极子(d-d)相互作用转变为双极子-四极子(d-q)相互作用。LaGaO3∶Tb^3+和LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+中Tb^3+的最佳掺杂量分别为0.05和0.07;Sn^4+的最佳掺杂量为0.03,说明Sn^4+共掺提高Tb^3+的最佳掺杂量,有利于发光强度的提高。样品LaGaO3∶0.05Tb^3+和LaGaO3∶0.07Tb^3+,0.03Sn^4+的光视效能(LER)分别为464和485 lm·W-1;内量子效率分别为21.8%和39.2%。随着温度的升高,由于热猝灭,样品LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+的发光强度逐渐下降;但在140°C时,发光强度仍可保持70%以上;通过Arrhenian公式计算,热活化能ΔE为0.1690 eV,说明样品具有良好的稳定性。结果表明:LaGaO3∶Tb^3+,Sn^4+可作为绿色荧光粉实际应用于UV激发的白光LED器件中。
