鋁酸鍶Eu和Dy共摻雜發(fā)光材料的長余輝和陷阱態(tài)密度研究.pdf

1、稀土離子銪、鏑摻雜的長余輝材料因具有發(fā)光亮度高、余輝時間長、化學性質(zhì)穩(wěn)定、無毒等特點,被廣泛應用于人們的生活和生產(chǎn)中。但仍然存在合成溫度高,發(fā)光顏色不夠豐富等缺點,并且到目前為止,人們對此類材料的長余輝機理,特別是以鋁酸鹽為基質(zhì)的長余輝發(fā)光材料,也尚未形成統(tǒng)一的定論。所以對此類材料的研究仍是人們研究的熱點。
　　 本文采用能制備出高亮度、大晶粒長余輝材料的高溫固相法為制備方法,以SrAl2O4和Sr4Al14O25為基質(zhì),研究E

2、u、Dy離子共摻下,兩種長余輝材料的熱釋光特性,以期深入了解長余輝發(fā)光材料的長余輝機制,為研究材料長余輝機理提供有用的參考信息。采用高溫固相法,在弱還原氣氛下分別制備了SrAl2O4:Eu和SrAl2O4:Eu,Dy及Sr4Al14O25:Eu,Sr4Al14O25:Eu,Dy和Sr4Al14O25:Eu,Nd磷光體。用X射線衍射儀、熒光光譜儀和微機熱釋光劑量計分別對樣品進行結(jié)構(gòu)、發(fā)射及激發(fā)光譜和熱釋光譜進行表征,樣品的余輝衰減曲線則采

3、用單光子計數(shù)器進行測量。在SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+長余輝發(fā)光材料中,一般認為,三價稀土離子Dy3+的摻雜能夠在禁帶中形成局部缺陷能級。這些局部的缺陷能級位于導帶的下面,對導帶的電子起著束縛的作用。電子可以在陷阱能級中停留相當長時間,只有在外界作用下(熱擾動)才會緩慢地釋放出來。電子在陷阱能級中停留時間的長短與能級的深度有關(guān)。陷阱能級越深,停留時間越長。但我們的實驗結(jié)果表明:無論在SrA

4、l2O4:Eu2+還是在Sr4Al14O25:Eu2+樣品中,都存在深度不同的兩個陷阱能級,說明Eu2～的摻雜能夠在SrAl2O4和Sr4Al14O25的基質(zhì)中引入深度不同的陷阱能級。而且在SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+樣品中,熱釋光譜中相同的位置也存在著對應的陷阱能級,表明Dy3+的摻雜并不改變原有陷阱能級的深度。熱釋光峰強度對比結(jié)果及峰值擬合結(jié)果顯示,Dy3+的摻雜能夠增加低溫熱釋峰的強

5、度。對應于低溫熱釋峰的陷阱能級有利于室溫下載流子的釋放,低溫熱釋峰強度的增加能夠有效地改善材料室溫下的長余輝特性,表明Dy3+的摻雜能夠顯著增加原有淺陷阱能級中電子的填充,影響了材料中陷阱態(tài)密度的分布,從而改善材料的室溫長余輝特性。在SrAl2O4基質(zhì)中,不同陷阱能級具有不同的電子衰減規(guī)律,同時陷阱能級之間存在電子轉(zhuǎn)移的情況,形成了長余輝材料余輝復雜的衰減規(guī)律。Nd在Sr4Al14O25的基質(zhì)中能夠顯著提高Sr4Al14O25:Eu2+