稀土摻雜硅酸鹽材料的合成及發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土摻雜的發(fā)光材料是人類應(yīng)用的主要發(fā)光材料，是白光LED的主要材料，因此，得到人們的廣泛關(guān)注。硅酸鹽材料原料廉價(jià)，來源豐富，制備工藝簡(jiǎn)單，熱學(xué)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可以作為很好的發(fā)光材料基質(zhì)，稀土摻雜硅酸鹽發(fā)光材料具有良好的發(fā)光性能。本課題選取硅酸鍶為基質(zhì)材料，通過稀土摻雜，改善其發(fā)光性能，提高其應(yīng)用價(jià)值。
　　本文通過高溫固相反應(yīng)法和溶膠-凝膠法合成稀土摻雜硅酸鍶發(fā)光材料，研究?jī)煞N方法的合成工藝對(duì)發(fā)光性能的影響。首先，確定兩種方法

2、的制備流程，通過熱失重曲線，確定了燒結(jié)溫度范圍；然后，通過改變燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間等，研究其對(duì)硅酸鍶成相及發(fā)光強(qiáng)度的影響，確定了兩種方法的最佳合成溫度。將高溫固相反應(yīng)法和溶膠-凝膠法兩種方法制備的Sr2SiO4:Sm3+樣品發(fā)光強(qiáng)度，淬滅濃度等進(jìn)行對(duì)比，比較了兩種方法對(duì)發(fā)光影響的不同。
　　通過高溫固相反應(yīng)法合成了Sr2SiO4:Re(Re=Eu2+、Eu3+、Dy3+)系列熒光粉，研究了材料的發(fā)光機(jī)理。發(fā)現(xiàn)Sr2SiO4:Eu2+

3、樣品可以被紫外光(350 nm)激發(fā)，發(fā)射綠光(500 nm)；Sr2SiO4:Eu3+樣品可以被紫外光(393 nm)激發(fā)，發(fā)射橙光(589 nm)和紅光(614 nm)；Sr2SiO4:Dy3+樣品可以被紫外光(348 nm)激發(fā)，發(fā)射藍(lán)光(478 nm)和黃光(572 nm)，可用于制作近紫外/紫光芯片激發(fā)的白光 LED。通過高溫固相反應(yīng)法合成Sr2SiO4:Re(Re=Sm3+、Ce3+、Sm3+/Ce3+)系列熒光粉，發(fā)現(xiàn)在C

4、e3+摻雜的樣品中，存在上轉(zhuǎn)換發(fā)光現(xiàn)象，可由紫外光、綠光和紅光激發(fā)發(fā)射藍(lán)光，當(dāng)激發(fā)光波長(zhǎng)為560 nm、706 nm時(shí)，發(fā)射光波長(zhǎng)范圍為370~480 nm。摻雜Sm3+的樣品，可由紫外光和藍(lán)光激發(fā)發(fā)射紅橙光，將高溫固相反應(yīng)法和溶膠-凝膠法兩種方法制備的Sr2SiO4:Sm3+樣品發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比，得出溶膠-凝膠法更適合制備此樣品。共摻雜的Sr2SiO4:Sm3+/Ce3+樣品，在激發(fā)光波長(zhǎng)為343 nm時(shí)，Sm3+發(fā)光強(qiáng)度明顯提高，而