摻稀土硼酸鑭鈣的合成和在VUV—vis光范圍的光譜性質(zhì).pdf

1、本文通過高溫固相法、溶膠-凝膠法和燃燒法合成了一系列的稀土離子摻雜的硼酸鑭鈣發(fā)光材料，利用XRD、SEM對其結(jié)構(gòu)、粒子大小、形貌進(jìn)行表征，測量了熒光粉體在VUV-vis(VUV：真空紫外，vacuum ultraviolet，energy E＞50000 cm-1，wavelength λ＜200 nm，vis：可見，visible)光范圍的光譜，討論了熒光粉體的發(fā)光特性。結(jié)果表明： (1)Ce3+離子占據(jù)兩個明顯不同的格位，不

2、同的化學(xué)形式對光譜幾乎沒有明顯的影響。在格位Ⅰ上的最低5d軌道有最大吸收在272 nm，格位Ⅱ則在312 nm。格位Ⅰ對應(yīng)的發(fā)射帶為291和310 nm，格位Ⅱ?qū)?yīng)的發(fā)射帶為329和355 nm。根據(jù)基質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，格位Ⅰ指認(rèn)為La3+格位，格位Ⅱ指認(rèn)為Ca2+格位。熒光壽命的測量則顯示Ce3+在La3+格位上壽命為12 ns，Ca2+格位上壽命為26 ns。TRES(時間分辨光譜)測量表明Ce3+進(jìn)入La3+格位的幾率較大。

3、(2)La2CaB10O19基質(zhì)中摻Eu3+近一步驗證了基質(zhì)中存在兩種格位，熒光壽命τ=2.3 ms，樣品發(fā)出強(qiáng)的紅光，色坐標(biāo)合適。Tb3+激活熒光粉的熒光壽命短(τ=2.3 ms)，符合TV顯示器的理想的余輝時間要求。Dy3+激活熒光粉在174 nm有一條寬吸收帶，其強(qiáng)度比在UV光譜中f-f躍遷帶強(qiáng)很多。通過計算VUV-UV激發(fā)下發(fā)射光譜的色坐標(biāo)發(fā)現(xiàn)其值進(jìn)入了白光區(qū)。Pr3+離子占據(jù)基質(zhì)兩個格位，La2CaB10O19中pr3+在Ca

4、2+格位上的最低5d軌道在226 nm，在La3+格位上的最低5d軌道在205 nm，在La3+格位上，pr3+離子的。1S0能級是低于La3+格位上的最低4f15d1能級；在Ca2+格位上，pr3+離子的1S0能級位于Ca2’格位上的最低的4f15d1能級內(nèi)，所以熒光粉在205 nm激發(fā)能觀察到光子級聯(lián)發(fā)射，在225 nm激發(fā)則沒有出現(xiàn)光子級聯(lián)發(fā)射。 (3)首次采用溶膠-凝膠法在不同燒結(jié)溫度下合成了La2CaB10O19:Ln

5、(Ln=Eu，Dy,Tb)，摻Eu得到的前驅(qū)體在700℃下燒結(jié)12h便具有單一晶相。而摻Dy和Tb得到的前驅(qū)體在800℃下燒結(jié)12h可得到單一的晶相。相對于高溫固相所制備出來的樣品，溶膠．凝膠法制備樣品具有燒結(jié)溫度低，鍛燒時間短，樣品顆粒比較小等優(yōu)點。首次采用燃燒法制備出La1.65CaEu0.35B10O19，燃燒后所得的前驅(qū)體樣品在800℃下燒結(jié)1.5 h便具有很好的晶相，其顆粒比較小，隨著后處理溫度的提高，樣品的激發(fā)和發(fā)射強(qiáng)度都在