论文部分内容阅读
能量传递是光致发光中的重要现象,其过程揭示了电子跃迁过程中的基本性质与规律,而且能广泛应用于各类发光材料中,具有深远的研究意义。闪铋矿型磷酸盐基质拥有特殊的阳离子晶格,可以同时容纳多种高浓度的二价、三价发光离子。此外,如同其他磷酸盐发光材料,此类基质具有物理与化学稳定性好、发光效率较高等优点,可以满足研究能量传递现象的需求。 本工作选用Sr3Y(PO4)3(SYP)作为基质,Ce3+作为敏化剂,采用高温固相法分别制备了单掺杂的Sr3Y(PO4)3∶Ln(Ln=Ce3+,Mn2+,Dy3+)粉体发光材料以及共掺杂的Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Mn2+红色荧光粉和Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Dy3+黄白色荧光粉。通过XRD、光致发光、能量传递类型计算、色坐标计算等分析手段,研究了SYP基质中各个离子的发光特性与Ce3+对两种不同激活剂的敏化作用。主要工作如下: 1.Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Mn2+荧光粉的发光特性及Ce3+对Mn2+的能量传递特性研究 采用高温固相法合成了Ce3+、Mn2+掺杂SYP的系列样品。SYP∶xCe3+中只有一个发光中心,最佳浓度为x=0.07,最强与次强激发峰分别位于270nm和315nm,发射峰位于366nm。通过对比激发、发射光谱发现,在空气中合成的SYP∶Ce4+样品中存在部分Ce4+自行还原成Ce3+的现象。在270nm激发下,SYP∶Ce3+,Mn2+的样品出现了强度远高于单掺杂SYP∶0.05Mn2+样品的红光发射,波长约为620nm,这归因于Ce3+对Mn2+高效的能量传递效应,传递类型为电偶极到电偶极相互作用。随着Mn2+离子浓度的上升,样品的晶胞体积缩小,共掺杂样品中的红色发射出现红移现象。SYP∶0.07Ce3+,yMn2+共掺杂的最佳浓度为y=0.15,当Ce3+的发光强度因Mn2+的引入而下降到一半时,Mn2+刚好达到最佳浓度,能量传递效率为51.6%。通过色坐标分析得知SYP∶Ce3+,Mn2+发光颜色随掺杂浓度增加,能从蓝色调谐到橙红色,通过改良可能应用于荧光灯或紫外LED。 2.Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Dy3+中Ce3+对Dy3+的敏化作用 选取激发光谱与SYP∶Ce3+发射光谱高度重叠Dy3+离子作为激活剂,使用高温固相法合成了一系列Sr3Y(PO4)3∶0.07Ce3+,zDy3+发光材料。通过XRD与标准卡片的比对,分析了基质晶体结构与参数不随Dy3+浓度增加的性质,因而575nm发射的超敏跃迁与484nm的发射强度比值没有明显变化。在共掺杂样品中,随着Dy3+浓度的增加,Ce3+的发光强度单调递减,Ce3+对Dy3+的能量传递效率单调递增。Dy3+的发光强度在z=0.07时达到最强,对应的能量传递效率为61.7%,通过计算得出Ce3+对Dy3+的能量传递作用主要为电偶极子到电偶极子相互作用。在z=0.05是样品的色坐标为(0.353,0.318)较为接近白光,经过改良后同样可能用作灯用荧光粉。