【摘 要】
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长余辉现象是指激发退出后激活中心的荧光保留一段时间的现象。近年来,长余辉荧光粉因其广阔的应用前景(如突发性照明、显示器、多维光学记忆和成像存储)而备受关注。锡酸锌是具有良好传感响应和选择性的功能材料,还可以掺杂稀土离子作为光致发光材料,通常用于固态照明和显示器的三色磷光体。偏锡酸锌具有优异的化学性能、物理性能和机械性能。偏锡酸锌基质原材料较其他荧光材料价格实惠,且合成路线简洁易产业化。鉴于上述优点
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长余辉现象是指激发退出后激活中心的荧光保留一段时间的现象。近年来,长余辉荧光粉因其广阔的应用前景(如突发性照明、显示器、多维光学记忆和成像存储)而备受关注。锡酸锌是具有良好传感响应和选择性的功能材料,还可以掺杂稀土离子作为光致发光材料,通常用于固态照明和显示器的三色磷光体。偏锡酸锌具有优异的化学性能、物理性能和机械性能。偏锡酸锌基质原材料较其他荧光材料价格实惠,且合成路线简洁易产业化。鉴于上述优点,本文采用共沉淀与水热结合的方法制备出了稀土离子掺杂锡酸锌以及偏锡酸锌的荧光材料,并对其结构、光谱性质、以及荧光增强机理做了系统地研究。主要研究内容如下:(1)用水热共沉淀法合成了Zn2SnO4:Eu3+前驱体后,在N2气氛下通过1000℃高温煅烧制备出了Zn2SnO4:Eu3+荧光材料。XRD结果分析显示目标产物的晶体结构为立方反尖晶石结构Zn2SnO4(JCPDS 24-1470),结晶度高。EDX光谱和拉曼光谱进一步证明了目标产物为Zn2-2xSnO4:2x Eu3+。同时,Zn2-2xSnO4:2x Eu3+荧光材料呈现出橙色余辉现象,其荧光衰减特性符合指数方程。Zn2SnO4:Eu3+产生余辉的主要原因是产生了陷阱簇([SnZn??-Oi′′]和[SnZn??-V*]))和点陷阱([SnZn??])。Zn2-2xSnO4:2x Eu3+荧光粉具有较好的余辉现象和色纯度,可以作为一种潜在的橙色余辉发光材料。(2)用水热共沉淀法合成了Zn2SnO4:Eu3+/Li+前驱体后,在N2气氛下通过1000℃高温煅烧制备了Zn2SnO4:Eu3+/Li+荧光材料。XRD结果表明,制备的Li+掺杂Zn2SnO4:Eu3+和Zn2SnO4:Eu3+橙色余辉荧光材料产物均为立方反尖晶石结构Zn2SnO4(JCPDS 24-1470)。拉曼光谱也同时证实了Li+的掺杂未改变Zn2SnO4:Eu3+橙色余辉荧光材料的晶体结构。同时,Zn2SnO4:Eu3+和Li+掺杂Zn2SnO4:Eu3+材料均呈现橙色余辉。其中,Li+掺杂Zn2SnO4:Eu3+荧光材料的余辉衰减时间更长。这是由于Li+不仅补偿了用Eu3+代替Zn2+的正电荷缺陷,还起到了助溶剂的作用,从而可以提高荧光材料的结晶度。结果表明,Li+掺杂Zn2SnO4:Eu3+橙色余辉荧光材料具有较好的余辉现象,可以作为一种潜在的橙色余辉发光材料。(3)用水热共沉淀法合成了ZnSnO3:T b3+荧光材料。XRD的检测结果表明,所制成的产物ZnSnO3:Tb3+材料为钙钛矿型晶体结构,与标准卡片(JCPDS11-0274)吻合。EDX光谱证实了目标产物为ZnSnO3:Tb3+。当检测波长为370 nm时,ZnSnO3:xTb~3在545 nm处有最强强度的荧光发射光谱峰,并且与铽离子的~5D4-~7F4特征跃迁相对应。当检测波长为545 nm时,ZnSnO3:xTb3+下转换发光材料在370 nm处有最强强度的荧光激发光谱峰,并且与铽离子的~7F0-~5L10特征轨道跃迁相对应。ZnSnO3:Tb3+的色坐标(x=2.5%)为(0.2898,0.4187),可作为一种潜在的绿色荧光材料。
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