论文部分内容阅读
近年来,稀土激活的铝酸盐基发光材料因其发光效率高、余辉时间长、化学性质稳定、温度猝灭特性好、无放射性污染、生产工艺简单及生产成本低等优点而成为人们研究的热点。目前,铝酸盐基稀土发光材料中的黄绿色发光材料Sr3Al2O4:Eu2+,Dy3+已经商业化生产,但是白光LED由于缺少红色而使器件的显色指数偏低,不能用于某些特定领域如医学应用和建筑照明等。为提高白光LED器件的显色指数,常向其使用的YAG:Ce黄色荧光粉中添加能被蓝光激发的红色荧光粉,而Sr3Al2O4:Eu2+恰好能被400~550nm的波长激发而发出波长在615nm的橙红色光,填补白光LED缺失的红光部分,因此,研究能被蓝光激发的Sr3Al2O4:Eu2+红色荧光粉具有十分重要的意义。本文采用高温固相法在碳粉提供的还原气氛下合成了Sr3Al2O4:Eu2+红色荧光粉。通过XRD和荧光光谱等测试技术对所制得的样品进行表征。研究了合成温度、保温时间以及Eu2+的掺入对所制得的Sr3Al2O4的晶体结构和发光性能的影响,并获得了优化的合成工艺条件。XRD结果表明,在1200℃保温3h的条件下,Sr3Al2O4:Eu2+的XRD衍射峰最强,结晶度最高,为立方晶系的Sr3Al2O4(空间群Pa3),晶格常数a=1.5844nm。荧光光谱结果表明,在615nm监控波长下,Sr3Al2O4:Eu2+的激发光谱分布于380~570nm之间,主峰位于435nm,在460nm激发波长下,发射光谱分布于525~775nm之间,主峰位于615nm,样品的激发-发射光谱均为宽带谱,是典型的Eu2+的4f65d1→4f7的电偶极宽带跃迁。Eu2+的摩尔含量为8mol%时,样品的发射峰最强。热稳定性试验结果表明,Sr3Al2O4:Eu2+的热稳定性随着Eu2+含量的增加而逐渐降低。采用高温固相法在还原气氛条件下合成了(Sr0.95-xBax)3Al2O6:0.15Eu2+和(Sr0.95-xCax)3Al2O6:0.15Eu2+红色荧光粉。分别研究了Ba2+和Ca2+的掺入对Sr3Al2O4:Eu2+荧光粉的晶体结构、发光性能以及热稳定性能的影响。结果表明,掺入Ba2+和Ca2+之后,所合成样品的晶体结构仍为立方晶系的Sr3Al2O4;Ba2+的掺入使样品的发射波长发生了红移,且随着Ba2+含量从0.5mol%增至4mol%,样品的发射波长也从615nm红移至626nm,但发射峰强度却随着Ba2+含量的增加而降低,而Ca2+的掺入并没有改变样品的发射波长; Ba2+和Ca2+的掺入均使样品的热稳定性得到了提高。通过高温固相法合成了Sr2.85Al2O6:0.09Eu2+,0.06M3+(M=Gd、Dy、Ce),研究了其他稀土离子Gd3+、Dy3+、Ce3+分别与Eu2+共掺对样品发光性能的影响。荧光光谱结果表明,Gd3+、Dy3+、Ce3+的掺入并没有改变的发射光谱形状及发射波长,但是对发射峰强度产生影响,发射峰强度变化为Sr3Al2O6:Eu2+,Gd3+>Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+> Sr3Al2O6:Eu2+,Ce3+。