【摘 要】
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当今社会,白光LED的广泛使用可以有效降低能源消耗和环境污染,对我国可持续发展贡献巨大作用。目前制备白光LED性价比最高的方式为蓝光芯片+黄色荧光粉,但由于发射的白光中缺乏红光成分,需要添加红色荧光粉来补充红光。然而,在目前发光性能较好的红色荧光粉中,硫化物与氟化物的稳定性较低,而结构稳定的氮化物红色荧光粉合成条件又非常苛刻。硅酸盐氧基磷灰石基质具有良好的物理及化学稳定性,制备过程简单,非常适合掺
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当今社会,白光LED的广泛使用可以有效降低能源消耗和环境污染,对我国可持续发展贡献巨大作用。目前制备白光LED性价比最高的方式为蓝光芯片+黄色荧光粉,但由于发射的白光中缺乏红光成分,需要添加红色荧光粉来补充红光。然而,在目前发光性能较好的红色荧光粉中,硫化物与氟化物的稳定性较低,而结构稳定的氮化物红色荧光粉合成条件又非常苛刻。硅酸盐氧基磷灰石基质具有良好的物理及化学稳定性,制备过程简单,非常适合掺杂稀土发光离子制备红色荧光粉。本文采用新型BaY4Si3O13硅酸盐氧基磷灰石作为基质,将稀土发光离子Eu3+掺杂其中Y3+位点制备红色荧光粉,又通过共掺杂Ce3+与Tb3+促进Eu3+发光性能与对近紫外光吸收。具体研究内容如下:采用高温固相法在BaY4Si3O13基质中掺杂5%Li2CO3与18%Eu3+,微波20min后以1350℃保温3 h制备出发出高强度和高纯度红光发射的BaY4Si3O13:Eu3+红色荧光粉。在394 nm激发时其发光的CIE色坐标为（0.636,0.362）,色纯度为91.56%,是一种发光性能优异的红色荧光粉。助溶剂Li2CO3的添加不仅可以使立方晶系到单斜晶系的转变温度降低100℃、最佳烧结时间降低2 h,有利于降低对能源消耗;还可以促进更多的Eu3+占据对称性低的Y3+位点,有效促进红光发光强度与色纯度。采用高温固相法将Tb3+掺杂进入BaY4Si3O13:Eu3+中Y3+位点作为Eu3+的敏化剂,当Tb3+与Eu3+掺杂量分别为0.3与0.4时,制备的红色荧光粉在378 nm激发时CIE色坐标为（0.631,0.346）,此时Tb3+吸收的能量传递给Eu3+的能量传递效率高达74.28%,说明Tb3+有效促进了Eu3+红光发光。在此基础上,采用Ce3+与Tb3+作为Eu3+的敏化剂,通过Tb3+的桥梁作用在基质中发生了Ce3+→Tb3+→Eu3+能量传递,使荧光粉中Eu3+在359 nm与394 nm吸收强度的比值提高到单掺杂Eu3+的43.5倍,最大激发峰的半峰宽也由单掺杂Eu3+时2 nm提高到26 nm,明显改善Eu3+对近紫外光吸收弱的问题,同时共掺杂的Ce3+与Tb3+使发射的红光变得更加柔和。
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