稀土掺杂Ca10Li(PO4)7荧光材料的制备及发光特性

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本文采用高温固相法,在1050℃条件下,灼烧4小时合成了稀土离子(Sm3+,Eu3+,Tb3+和Dy3+)掺杂的Ca10Li(PO4)7荧光粉,并分别讨论了不同稀土离子掺杂的荧光粉的物相结构、发射光谱、激发光谱、浓度对发射光谱的影响、发光原理及其他发光性能,具体如下:(1)Ca10Li(PO4)7:Sm3+的激发谱由位于362、376、404和477nm的四个主峰组成,分别由6H5/25P5/2,6H5/24L7/2,6H5/24F7/2,6H5/24I11/2的跃迁吸收引起,最强峰位于404nm处。发射谱由位于565、605、651和711nm处的四个峰组成,分别由4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2、4G5/2→6H11/2的能级跃迁产生,其中在605nm处发射峰的发光强度最大。(2)Ca10Li(PO4)7:Eu3+样品的近紫外区域的最强激发峰位于394nm处,蓝光区域的最强激发峰位于465nm处,因此该样品可以被近紫外(InGaN芯片)和蓝光(GaN芯片)有效激发。在394nm激发下,发射主峰位于618nm处,由5D0→7F2的发射产生,样品呈红光发射。(3)Ca10Li(PO4)7:Tb3+的最佳激发波长是225nm,最强锋位于547nm,发射峰由5D37Fi(i=6,5,4)及5D47Fj(j=6,5,4,3)两套能级跃迁产生,猝灭浓度分别为6%,18%。讨论了Ca10Li(PO4)7中的Ce3+Tb3+的能量传递机理,当增加Tb3+浓度时,Ce3+Tb3+的能量传递效率也逐渐增加,样品的发光强度增强,发光颜色呈现由蓝色蓝绿绿色的渐变。(4)Ca10Li(PO4)7:Dy3+发光材料的主激发峰位于349nm,363nm,385nm,对应的跃迁为6H15/2→6P7/2,6H15/2→6P5/2,6H15/2→6M21/2,样品可被UV-LED管芯有效激发。主发射峰位于481nm(蓝)和572nm(黄),对应的跃迁为4F9/2→6H15/2、6H13/2。Dy3+的猝灭浓度为10%。Ce3+Dy3+共掺时,发生Ce3+→Dy3+的共振能量传递,当掺杂10%Dy3+,14%Ce3+时,样品发光最强,发光颜色呈现黄白到蓝白的渐变。
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