銦取代YAG稀土摻雜熒光粉的合成及發(fā)光性能的研究.pdf

1、釔鋁石榴石Y3Al5O12(簡(jiǎn)稱YAG)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性及優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛的用作發(fā)光和激光的基質(zhì)材料，特別是以YAG為基質(zhì)摻雜了稀土離子的發(fā)光材料由于其特殊的優(yōu)越性而受到了人們的普遍關(guān)注。
　　 本文針對(duì)銦取代稀土摻雜的YAG熒光粉，研究了其制備工藝及性能的影響因素，通過化學(xué)共沉淀法合成了稀土摻雜的釔鋁銦石榴石(簡(jiǎn)稱YAIG)熒光粉，并分別對(duì)In取代后的晶體結(jié)構(gòu)及發(fā)光等性能展開了研究，取得的結(jié)果如下：

2、　　 (1)采用化學(xué)共沉淀法合成了Y3-x(Al1-yIny)5O12：Cex3+系列黃色熒光粉。通過熱重分析確定樣品前驅(qū)體在900℃后趨向晶化過程；XRD和XPS測(cè)試表明In3+對(duì)基質(zhì)中Al3+的取代并不會(huì)影響YAG相的形成；從熒光光譜測(cè)試發(fā)現(xiàn)，Y3-x(Al1-yIny)5O12：Cex3+熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別位于460nm與525nm，并且當(dāng)Ce3+或In3+的摻雜量分別為15％時(shí)，樣品的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度最理想。同時(shí)，In

3、3+取代了YAG基質(zhì)中的Al3+，使其發(fā)射光譜發(fā)生藍(lán)移。
　　 (2)在1000℃下采用了化學(xué)共沉淀法成功制備了摻銪的釔鋁銦石榴石Y3-x(Al1-yIny)5O12：Eux3+系列白色晶體粉末。XRD和SEM測(cè)試表明合成樣品的物相較純且顆粒平均粒徑??；通過熒光光譜測(cè)試分析Y3-x(Al1-yIny)5I12：Eux3+熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別位于393nm與593nm，并且在In3+的摻入量為10％時(shí)樣品的最佳摻雜濃度為

4、Eu3+=20％。隨著Eu3+摻雜濃度的增加，樣品出現(xiàn)了濃度猝滅現(xiàn)象；隨著In3+的摻雜濃度的增加，樣品的晶格常數(shù)擴(kuò)大并到一定程度后趨于穩(wěn)定，熒光粉的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度由于結(jié)晶度的減弱而減弱。
　　 (3)采用化學(xué)共沉淀法合成了摻鈥的釔鋁銦石榴石Y3-x(Al1-yIny)5O12：Hox3+系列白色熒光粉。測(cè)試表明：Y3-x(Al1-yIny)5O12：Hox3+熒光粉的激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)分別位于452nm與540nm，并且當(dāng)Ho3

5、+的摻雜量為15％而In3+的摻雜濃度為5％時(shí)，熒光粉有最佳的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度。隨著Ho3+摻雜濃度的增加，樣品出現(xiàn)了濃度猝滅現(xiàn)象，經(jīng)過計(jì)算，Ho3+離子在YAIG基質(zhì)中能量傳遞臨界距離為1.41nm；隨著In3+的摻雜濃度的增加，熒光粉的相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度由于結(jié)晶度的減弱而變?nèi)酢?br>　　 研究表明：與高溫固相法比，化學(xué)共沉淀法能有效地降低樣品的合成溫度，有利于制備出顆粒尺寸小、物相較純的熒光粉。通過化學(xué)共沉淀法制備出摻Ce3+、Eu3+或