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商用红色荧光粉(Y,Gd)BO3∶Eu3+在真空紫外(VUV)激发下具有较高的发光效率,然而由于(Y,Gd)BO3∶Eu3+中Eu3+处于反演对称的格位,导致其色纯度不高。所以开发新的红色VUV材料就成了科技工作者亟待解决的难题。
以钨酸盐为基质的发光材料因具有良好的化学稳定性,制备简单,发光强度高等特点,被认为是有实用价值的基质材料。因此研究Eu3+激活的钨酸盐的发光特性不仅具有有科研方面的意义,而且在实际应用方面也有潜在的价值。
本论文采用高温固相法合成了Eu3+激活的两种典型钨酸盐发光材料(KGd(WO4)2,CaWO4)。考察了样品在紫外(UV)、真空紫外(VUV)激发下的发光特性。结果表明:
在VUV激发下,KGd(WO4)2∶Eu3+基质主要通过WO4基团、O2--Gd3+的电荷转移跃迁吸收激发能,被吸收的激发能通过Gd3+转移给了Eu3+,然后Eu3+驰豫到它的5D0能级,最后辐射跃迁到它的7FJ能级,从而发出红色可见光。在KGd(WO4)2∶Eu3+基质掺入MoO42-会使得其在VUV激发下的发光强度提高。因为WO42-和MoO42-之间存在能量传递,基质吸收到的能量可以通过MoO42-和Gd3+有效的传递给Eu3+,MoO42-充当了敏化剂的角色,从而增强了Eu3+的发光。KGd0.45(WO4)1.8(MoO4)0.2∶Eu3+0.55在147 nm下的发射强度达到商用粉的60%。
CaWO4∶Eu3+可以通过WO42-基团吸收真空紫外区域的激发能,WO42-吸收带的峰值位于163 nm。掺入Na+可以提高CaWO4∶Eu3+在真空紫外下的发光强度,这是因为Na+可以起到电荷补偿剂的作用,减少晶格中的缺陷。Bi3+掺入后,激发能被WO42-和Bi3+吸收,然后通过Bi3+传递给Eu3+,所以Bi3+能够敏化CaWO4∶Eu3+的发光,从而提高了CaWO4∶Eu3+的发光强度。最佳样品CaWO4∶Eu3+0.04,Bi3+0.04的积分强度达到了商用荧光粉(Y,Gd)BO3∶Eu3+的25%。CaWO4∶Eu3+系列样品均具有较好的色纯度。