稀土Eu3+掺杂云母类层状硅酸盐的制备及发光性能研究

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ericawanghnu
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矿物基荧光粉是一类具有特有化学组成以及固有原子结构的矿物发光材料,近几年得到了快速发展。人们普遍认为对于结构模型的研究能够加速新型化合物和新型荧光粉的发现。事实证明,许多重要的LED荧光粉几乎都是在已有的结构模型上建立的,特别是矿物基荧光粉。此外,稀土掺杂的无机层状荧光粉具有比表面积高、形貌结构固定、离子交换性能优异以及多种光功能应用等优点而受到广泛关注。因此研究稀土掺杂层状矿物荧光粉有着十分重要的意义。  在本文中,我们报道了一种通过结构修饰用于增强Eu3+掺杂氟金云母(简称Fpl)光致发光的方法。通过对Fpl进行结构修饰,调整其层间电荷,然后通过高温固相反应将Eu3+掺杂到氟金云母中。通过x射线衍射、扫描电镜测试,我们发现基质呈现出不规则的层状结构。在394 nm和273 nm紫外光的激发下,样品显示出Eu3+的特征发射。即使经过长时间煅烧,未经结构修饰的稀土掺杂的Fpl发光十分微弱。然而,当样品经过结构修饰以后,在394 nm激发下样品的发光强度得到了明显的增强,与未经修饰的样品相比,结构修饰以后样品的发光强度增强了3-4倍,而样品的层间距有所降低。结果表明对Fpl的层间电荷进行调整对于增强光致发光性能是有利的,得到的层状体系荧光粉在固态照明和其他光电器件中具有潜在应用价值。  Fpl整体结构安排十分简单,但是铝硅酸盐层面因能够发生多种同构取代而具有一定的复杂性,比如补偿净负电荷的具有离子交换性能的层间阳离子K+能够被Ba2+取代,四面体的电荷密度能够通过改变Si/Al的比例进行调整。因此,样品的电场强度以及层板和层间阳离子之间的相互作用将会发生改变。本文通过高温固相法制备了一系列具有不同层间电荷的荧光粉:KMg3-x/2Al1-xSi3+xO10F2∶Eu3+和Ba0.5Mg3-x/2Al1-xSi3+xO10F2∶Eu3+,研究了[SiO4],[MgO6]和层间阳离子类型对样品发光性能的影响。众所周知,Eu3+的5D0-7F2跃迁对晶体场环境十分敏感,因此,我们可以通过对基质进行同构取代来获得一种能够被近紫外光高效激发的红色荧光粉。
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