稀土離子摻雜YVO4熒光粉的水熱法制備及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、稀土發(fā)光材料在照明、顯示、X射線放射檢測、高能粒子探測等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。YVO4具有優(yōu)異的熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性和在紫外及真空紫外區(qū)域大的吸收截面，而且聲子能量較小，因而常被用作稀土發(fā)光的基質(zhì)材料。YVO4∶Eu3+熒光粉由于其較高的量子產(chǎn)額，常被作為顯示和照明器件的紅粉成分，具有很高的商業(yè)價(jià)值。YVO4∶Dy3+熒光粉和YVO4∶Tm3+熒光粉在白光和藍(lán)光發(fā)光領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。本文利用水熱法在不同條件下制備出YVO4∶Dy3+

2、熒光粉，同時(shí)也制備出YVO4∶Tm3+、YVO4∶Dy3+/Tm3+、YVO4∶Dy3+/Eu3+熒光粉。本論文對所制備的熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)特性和光學(xué)特性進(jìn)行研究，研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)主要有:
　　(1)在不同pH值條件下水熱合成YVO4∶Dy3+熒光粉。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿條件下合成的熒光粉結(jié)晶狀況較好。強(qiáng)堿性環(huán)境下合成棒狀熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度較好。Dy3+離子的摻雜會在YVO4晶格中引入新的振動(dòng)模式。不同pH值下合成的熒光粉在200到3

3、50nm波段均出現(xiàn)了一個(gè)紫外吸收帶。樣品吸收邊隨著pH值的增大略有移動(dòng)，吸收邊基本在320nm附近?；|(zhì)材料中的VO43-離子基團(tuán)和Dy3+離子之間存在高效率的能量傳遞。強(qiáng)堿環(huán)境有利于YVO4∶Dy3+熒光粉的Y/B值減小。YVO4∶Dy3+熒光粉中Dy3+離子的最佳摻雜濃度為1％。使用檸檬酸鈉表面活性劑制備出球形熒光粉。但所制備的球形熒光粉含有較多的有機(jī)基團(tuán)，嚴(yán)重影響了熒光粉的結(jié)晶情況和發(fā)光特性。通過退火得到多孔球形結(jié)構(gòu)熒光粉，結(jié)晶效

4、果顯著提升。
　　(2)隨著退火溫度的逐漸升高，熒光粉的結(jié)晶情況逐漸變好。同時(shí)熒光粉的激發(fā)譜中VO43-離子基團(tuán)激發(fā)帶逐漸發(fā)生紅移。熒光粉的發(fā)射峰的強(qiáng)度也隨著溫度的升高逐漸變強(qiáng)。當(dāng)在800℃時(shí)進(jìn)行退火，得到熒光粉的效果最好。
　　(3)在所制備的YVO4∶Tm3+藍(lán)色熒光粉中，基質(zhì)材料中的VO43-離子基團(tuán)和Tm3+離子之間也存在著高效的能量傳遞。YVO4∶Tm3+藍(lán)色熒光粉中Tm3+離子的最佳摻雜濃度為2％。
　　(

5、4)制備雙摻雜YVO4∶Dy3+/Tm3+熒光粉。通過在YVO4∶Dy3+熒光粉摻入Tm3+離子，來增強(qiáng)其在藍(lán)光部分的發(fā)光強(qiáng)度，從而使得熒光粉更接近純白光的發(fā)射。通過調(diào)節(jié)兩種稀土離子的摻雜比例，YVO4∶2％(Dy3+0.2Tm3+0.8)熒光粉的色度坐標(biāo)更接近純白光發(fā)射。
　　(5)我們發(fā)現(xiàn)在雙摻雜YVO4∶Dy3+/Eu3+熒光粉中的兩種稀土離子之間存在著雙向的，但效率不同的能量傳遞現(xiàn)象。其傳遞過程包括VO43-離子基團(tuán)到Dy