M4Nb2O9-Eu3+(M=Mg,Ca)紅色納米熒光粉的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、固態(tài)照明用新型熒光粉材料，是高效白光發(fā)光二極管（LED）器件的關(guān)鍵組成部分，也是目前發(fā)光材料和節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。當(dāng)前，白光 LED主要通過(guò)藍(lán)光GaN芯片和黃色YAG:Ce3+熒光粉轉(zhuǎn)換復(fù)合產(chǎn)生白光。這種組合雖然量子效率較高，但其顯色性能較差。因而，為獲得高顯色性低色溫的白光LED，需要開(kāi)發(fā)能與上述組合配合使用的新型紅色熒光粉。近年來(lái)，由于具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性和光學(xué)性能，以鈮酸鹽化合物為基質(zhì)的稀土離子激活發(fā)光材料倍受關(guān)注。本課題

2、采用前驅(qū)體法，探索合成了新型Eu3+離子激活M4Nb2O9(M=Mg、Ca)納米熒光粉，研究了不同的堿土金屬離子的鈮酸鹽中，晶體結(jié)構(gòu)對(duì)Eu3+離子的配位環(huán)境和發(fā)光性能的影響，并系統(tǒng)地研究了Eu3+離子摻入濃度對(duì)熒光粉結(jié)構(gòu)、形貌和發(fā)光性能的影響，解釋了Eu3+離子與鈮酸鹽基質(zhì)之間的能量傳遞機(jī)制。獲得的主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論概括如下：
　?。?）采用基于 sol-gel的前驅(qū)體法成功制備了 Mg4Nb2O9:Eu3+x和Ca4-xNb2O

3、9:Eu3+x紅色納米熒光粉，熒光粉顆粒的尺寸分布在50 nm~100 nm范圍內(nèi)，反應(yīng)產(chǎn)物中未檢測(cè)出雜質(zhì)相。
　?。?）基于XRD分析，Eu3+離子進(jìn)入了基質(zhì)的晶格，并導(dǎo)致了衍射峰的輕微偏移，通過(guò)對(duì)HRTEM的高分辨衍射條紋分析，摻雜后的Mg4Nb2O9和Ca4Nb2O9分別為六方晶體和單斜晶體結(jié)構(gòu)，與未摻雜前相比晶體構(gòu)型沒(méi)有發(fā)生顯著變化。
　?。?）Mg4Nb2O9:Eu3+x和Ca4-xNb2O9:Eu3+x紅色納米熒

4、光粉的最強(qiáng)激發(fā)峰都在395 nm附近，次強(qiáng)激發(fā)峰位于465 nm附近，而在395 nm激發(fā)下，它們的發(fā)射主峰分別位于613 nm和611 nm附近，發(fā)光均應(yīng)源自Eu3+離子的5D0–7F2電偶極躍遷，其中Mg4Nb2O9:Eu3+0.02和Ca3.82Nb2O9:Eu3+0.18分別在各自的體系中為發(fā)光強(qiáng)度最高的樣品。
　?。?）隨著Eu3+離子濃度的增加，Mg4Nb2O9:Eu3+x和Ca4-xNb2O9:Eu3+x中來(lái)自基質(zhì)發(fā)