论文部分内容阅读
LiAl5O3具有尖晶石特殊结构,Li和Al以1:3的有序形式构成有序态结构,对应于(Al)2[LiAl3]O8的规则排列,且每个Al被2个Li和4个Al包围,同时每个Li被6个最临近的Al包围。由于具有如此特殊的结构,使得LiAl5O8具有良好的光学和磁学性质,LiAl5O8的制备因此越来越成为人们关注的对象。本文利用LiAl5O8作为发光材料的基质,制备出了一系列的稀土发光材料,研究并改善了其发光性能。
以Eu3+为激活剂,进行稀土掺杂,采用溶胶-凝胶法制备出了LiAl5O8:Eu3+红色荧光材料,所得产物物相为单一立方晶系,空间群P4332。样品形貌为片状,大小不等,其厚度约1μm,最大的边长在10μm左右,分散比较均匀。所制得的粉体最大激发峰为247nm,为宽带激发,最大发射峰为613nm,对应Eu3+的5D0_→7F2跃迁。荧光体的发光强度受Eu3+掺杂量的影响,最佳掺量为1.2%mol。电荷补偿剂M+(Li+、Na+、K+)以及助溶剂H3BO3的加入使得荧光体的发光强度得到进一步的提高,主发射峰仍为613nm,其中当加入Li+离子作为电荷补偿剂时发光材料的发光强度增大效果最好,当Eu3+掺量固定为1.2%mol,Li+离子的最佳掺杂比为3.0%mol,助溶剂H3BO3的掺量为1.0%mol时发光强度增幅最大。
以Tb3+为激活剂,进行稀土掺杂,用溶胶-凝胶法制备出了发特征绿的LiAl5O8:Tb3+绿色荧光材料,所得荧光体的激发光谱由200-300rim宽带谱组成,最大激发峰为231nm,对应于Tb3+的4f8→4f75d1的本征激发,此强吸收带是自旋允许的7F→7D跃迁。发射光谱由489nm,542nm,586nm,620nm组成,分别对应的5D4_→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3跃迁,其中542nm(5D4→7F5)处发射峰最强。Tb3+离子的掺杂量对样品的发光强度产生影响,在一定范围内发光强度随着掺杂浓度的增加呈现增加趋势,其最佳掺量为1.0%mol。助溶剂(H3803,NH4CI)、电荷补偿剂M+(Li+、Na+、K+)的加入对样品的发光强度有着先增后减的效果,Tb3+与Li+的最佳掺杂比例为0.5%mol。H3BO3的加入增强效果强于NH4Cl,其最佳掺量为7.0%mol。
以Tb3+为激活剂,Ce3+为敏化剂,进行稀土掺杂,用溶胶-凝胶法合成了LiAl5O8:Ce3+,Tb3+绿色荧光材料。激发光谱由200-350nm宽带谱组成,231nm处的强激发峰对应于Tb3+的4f8→4f75d1的本征激发和Ce3+的4f→5d激发;其发射光谱由三部分组成,400nm附近的带状发射对应于Cea+的发射;488nm、542nm、588nm、622nm处的发射峰归属为Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射,最强峰位于542nm,对应Tb3+的5D4→7F5跃迁;667nm附近的带状发射峰对应于LiAl5O8基质的特征发射。Ce3+的加入使得荧光体的发射能量大部分集中在540nm~550nm窄绿色光谱区,并没有改变发射峰的位置,表明Ce3+有效地敏化Tb3+发光,Ce/Tb=3时为最佳掺量比。