離子摻雜提高YV(P)O4-Dy3+單基質(zhì)白光熒光粉發(fā)光強度的研究.pdf

1、Dy3+在藍光(4F9/2→6H15/2)和黃光(4F9/2→6H13/2)區(qū)域有兩處特征發(fā)射,經(jīng)復合后可得到良好的白光,使Dy3+成為比較理想的單一白光發(fā)光中心。YVO4和YPO4均為四方鋯石結構,具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,對250~400 nm范圍內(nèi)的紫外光有較好的吸收。又由于 V、P易于相互取代形成混合晶格,影響 Dy3+的發(fā)光顏色,使 YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+成為極具潛力的紫外LED用單基質(zhì)白光熒光粉材料,而

2、如何提高YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+熒光粉的發(fā)光強度是該領域的研究熱點和重點。
　　本文通過化學共沉淀法制備了(Y, Me)VO4:Dy3+(Me=Bi3+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)和(Y, Me)PO4:Dy3+(Me= Bi3+,Mg2+)熒光粉,考察了反應溶液酸堿性、熱處理溫度以及Y3+含量對YVO4:Dy3+熒光粉發(fā)光性質(zhì)的影響;探討了YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+熒光粉中Dy3+不同激發(fā)

3、波長下的發(fā)光性質(zhì);研究了Me(Me= Bi3+,Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+)離子含量及電荷補償劑Na+對YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+熒光粉發(fā)光性質(zhì)的影響。通過XRD、SEM對熒光粉進行物相與形貌分析,通過熒光分光光度計測定了所制備的熒光粉的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜,并計算了相關的色坐標和色溫。
　　研究結果表明:
　　(1)YPO4:Dy3+中摻雜10％Mg2+,294 nm激發(fā)下的發(fā)光強度比未摻雜的提高了1

4、.7倍,Na+與Mg2+按摩爾比1:1共摻,熒光粉的發(fā)光強度能再提高5.1倍。
　　(2)在YVO4:Dy3+中摻雜濃度分別為5%,10%,15%,10%的Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+,發(fā)光強度比未摻雜的分別提高22%,20%,35%,30%。Na+分別與 Mg2+,Ca2+,Sr2+,Ba2+按摩爾比1:1共摻,熒光粉的發(fā)光強度比未摻雜的提高了68%,38%,56%,76%。
　　(3)堿土金屬離子取代Y3+提高

5、YVO4:Dy3+發(fā)光強度的機制為增大Dy3+-O2-電荷遷移概率,提高YPO4:Dy3+發(fā)光強度的機制為增大Dy3+的4f-4f躍遷概率。
　　(4)堿土金屬離子取代Y3+在YVO4:Dy3+和YPO4:Dy3+中產(chǎn)生的氧空位不利于Dy3+發(fā)光強度的提高,而通過Na+的電荷補償就會減弱氧空位的不利影響。
　　(5)激發(fā)波長對YPO4:Dy3+的黃藍比產(chǎn)生影響,通過激發(fā)波長的選擇可實現(xiàn)白光冷暖色調(diào)控。
　　(6)過量Y