白光led用發(fā)光材料knaca2(po4)2eu3+的制備和性能究

1、<p>　　本科生畢業(yè)論文（設計）</p><p>　　題目：白光LED用發(fā)光材料KNaCa2(PO4)2: Eu3+</p><p>　　的制備和性能研究 </p><p>　　學 部 信息科學與工程學部 </p><p>　　學科門類 理學 <

2、;/p><p>　　專 業(yè) 光信息科學與技術 </p><p>　　學 號 2008478046 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　

3、　2012年5月30日</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）課題申請表</p><p>　　學部：信息科學與工程學部 時間：2011年11月16日</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）任務書</p><p><b>　?。ㄖ笇Ы處熡帽恚?/p>

4、</b></p><p>　　注：本表一式兩份，在畢業(yè)論文（設計）正式開始前一周下達，學生、學部各存檔一份。 </p><p><b>　　指導教師簽字:</b></p><p>　　年 月 日</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告</p>&

5、lt;p><b>　　（學生用表）</b></p><p>　　注：本表不夠可增加空白頁。</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）答辯記錄</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）工作指導情況記錄</p><p><b>　?。ㄖ笇Ы處熡帽恚?lt;/b><

6、;/p><p>　　河北大學工商學院畢業(yè)論文（設計）評閱教師評分表</p><p><b>　?。ㄔu閱教師用表）</b></p><p>　　學部：信息科學與工程 專業(yè)：光信息科學與技術 年級：2008</p><p>　　注：因專業(yè)要求不盡相同，各學部可參考本表內容制定切合本學部實際情況

7、的評分標準。</p><p>　　河北大學工商學院畢業(yè)論文（設計）指導教師評分表</p><p><b>　?。ㄖ笇Ы處熡帽恚?lt;/b></p><p>　　學部：信息科學與工程 專業(yè)：光信息科學與技術 年級：2008</p><p>　　注：因專業(yè)要求不盡相同，各學部可參考本表內容制定切合本學部實際

8、情況的評分標準。</p><p>　　河北大學工商學院畢業(yè)論文（設計）答辯小組評分表</p><p><b>　?。ù疝q小組用表）</b></p><p>　　學部：信息科學與工程 專業(yè)：光信息科學與技術 年級：2008</p><p>　　注：因專業(yè)要求不盡相同，各學部可參考本表內容制定切合

9、本學部實際情況的評分標準。</p><p>　　河北大學工商學院本科生畢業(yè)論文（設計）評閱書及成績評定表</p><p>　　白光LED用發(fā)光材料KNaCa2(PO4)2:Eu3+的制備和性能研究</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本文首先簡述了白光LED的產生背景與當今的應用和發(fā)展現(xiàn)狀及

10、發(fā)展趨勢，并隨后引出本文所要研究的重點方向，配制一種具有潛在商用價值的紅色熒光粉。在簡單介紹了Eu3+的發(fā)光原理后采用高溫固相法合成了KNaCa2(PO4)2:Eu3+熒光粉，并對實驗結果樣品進行細致的分析與討論，從樣品的激發(fā)譜和發(fā)射譜可以看到，在362 nm、383 nm、394 nm、處各有一個激發(fā)峰，其中394 nm處峰最高，由此可見其能被紫外光有效激發(fā)且發(fā)射紅光，可匹配于InGaN管芯，具有一定應用價值。通過分析改變Eu3+濃度

11、時的發(fā)射譜，研究了Eu3+摻雜濃度對熒光粉發(fā)光性質的影響，結果顯示Eu3+摻雜濃度為8%時KNaCa2-x(PO4)2:xEu3+的峰值強度最大。因此KNaCa1.92(PO4)2:Eu3+的發(fā)光性最好。隨后測量了Eu3+離子的時間分辨光譜，熒光壽命約為2.34 ms。并測得不同Eu3+離子濃度的樣品的色坐標。</p><p>　　關鍵詞：白光LED；高溫固相法；KNaCa2(PO4)2:Eu3+</p&g

12、t;<p>　　Preparation and Luminescent Properties of KNaCa2(PO4)2:Eu3+ Luminous Maters for White LED</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper first outlines the background of

13、 the white LED with today's situation and development trend of the application and development,and subsequently leads to the direction of this paper is to focus of the study,Preparation of a potential commercial valu

14、e of the red phosphor. Described after the introduction of the Eu3+ luminescence principle of using high temperature solid state in a reducing atmosphere synthesis KNaCa2(PO4) 2:Eu3+ of phosphor,and the experimentalresu

15、lts of samples and de</p><p>　　Key words: white LED; high-temperature solid state method; KNaCa2(PO4)2:Eu3+</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　1　　前言1</b></

16、p><p>　　1.1　白光LED的發(fā)展和現(xiàn)狀16</p><p>　　1.2　白光LED的實現(xiàn)16</p><p>　　1.3　白光LED的應用于與展望2</p><p>　　2　　稀土材料的發(fā)光原理和制備方法19</p><p>　　2.1　稀土材料的發(fā)光原理19</p><p>　　

17、2.2　熒光粉的制作方法5</p><p>　　2.3　稀土離子的濃度淬滅5</p><p>　　3　 高溫固相法制備KNaCax(PO4)2:Eu3+6</p><p>　　3.1　原料的選擇6</p><p>　　3.2　樣品制備6</p><p>　　3.3　樣品的測定6</p>&

18、lt;p>　　4 實驗的結果與討論7</p><p>　　4.1　樣品的XRD圖和光譜分析22</p><p>　　4.2　樣品的濃度光譜圖與分析7</p><p>　　4.3 樣品的激發(fā)與發(fā)射光譜圖與分析8</p><p>　　4.4 樣品的濃度淬滅曲線與熒光壽命分析9</p><p>　　

19、4.5 樣品的色坐標與分析10</p><p>　　4.6　本章小節(jié)11</p><p><b>　　5　　結論12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　致　　謝14</b></p><p>

20、<b>　　附　　錄15</b></p><p><b>　　1　　前言</b></p><p>　　1.1　白光LED的發(fā)展和現(xiàn)狀</p><p>　　LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)自20世紀60年代出現(xiàn)后，經過近50年歷程在技術上已取得長足的進步。1993年日本Niehia(日亞化學)

21、公司的shujiNakamura(中村秀二)開發(fā)出高亮度GaN藍光LED，使得全可見光譜LED成為可能。1997年白光LED的研發(fā)成功，使得LED的應用進入了照明領域[1-3]。</p><p>　　美國Strategies Unlimited公司調查結果表明，自1995至2004年，高亮度及白光LED產值增長幾十倍，年復合成長率超過40%，2005年總產值達到37億美元．其應用范圍從傳統(tǒng)的戶內顯示應用擴太到各種

22、戶外應用，如手機和數(shù)碼相機的LED閃光燈、車用尾燈、剎車燈、紅綠燈，以及特殊照明等，白光LED占整個市場的50%左右，有著最大的應用市場。高亮度的白光LED壽命達到10萬小時左右．完全可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源。</p><p>　　白色發(fā)光二極管不含水銀和鉛玻璃等污染環(huán)境的物質，具有壽命長、節(jié)電、溫度穩(wěn)定、光強可調、耐振動和低電壓驅動等優(yōu)點，還能實現(xiàn)從純白色到接近電燈色的寬范圍的色溫。因此在越來越多的領域中得到應用。然而

23、，這種結合存在不足之處：該體系的白光發(fā)射由藍光和黃光復合而成，由于缺乏紅光而導致顯色性較差。為解決上述問題，國際上開始嘗試采用近紫外一紫(波長350~410 nm)光輻射的InGaN管芯(UVLED)激發(fā)三基色熒光粉以實現(xiàn)白光LED，即將若干種熒光粉涂在InGaN管芯上，管芯激發(fā)熒光粉形成紅、綠、藍發(fā)射，三色光相疊加得到白光。目前現(xiàn)有的光致發(fā)光熒光粉一般都不適合350~410 nm波段的激發(fā)。因此，研究新的適用于UVLED管芯激發(fā)的紅色

24、熒光材料非常重要。</p><p>　　1.2　白光LED的實現(xiàn) </p><p>　　白光是一種復合光，要得到白光LED，就必須讓幾種顏色進行空間混合。目前，獲取白光的途徑大致可分為以下三種：光轉換型、多色組合型、多量子阱型。</p><p>　　圖1-1 三種實現(xiàn)白光的方法示意圖</p><p>　　光轉換型有兩類：第一類是在發(fā)射波長為

25、460~470 nm的藍色LED芯片上涂覆黃色熒光粉，如圖1-1(a)所示，黃色熒光粉部分吸收LED發(fā)射的藍光產生與藍光互補的波長約570 nm黃光，黃色熒光粉通常選用的是摻鈰的釔鋁石榴石(YAG:Ce3+)，通過控制黃色熒光粉粉層的厚度，利用空間混色原理將互補的黃光的藍光混合以得到白光。YAG:Ce3+熒光粉轉換效率高，操作上較易實現(xiàn)，而且沒有紫外光成分，不會造成紫外污染，是目前使用最廣泛的方法。最早的白光LED樣品是1996年Nic

26、hia公司運用GaN-LED發(fā)出的藍光激勵黃色熒光粉，通過光的復合得到的；第二類將多種光轉換材料涂在以GaN基紫外LED芯片上，如圖1-1(b)所示，用LED發(fā)出的紫外光激發(fā)熒光材料，產生紅、綠、藍三種光，從而復合得到白光發(fā)射，這樣獲得的白光的顯色性好。Akari(21世紀的光)計劃是要用近紫外激發(fā)RGB三色熒光粉產生白光，此方法與三基色熒光燈的原理相似。目前這種方法的外量子效率已高43%，工作波長382 nm。但另一面，這種方式會增加

27、系統(tǒng)復雜性，并且這是下轉換，必然會導致能量的損失。同時，由于是采用了紫外光源，有可能</p><p>　　1.3.1　白光LED的應用</p><p>　　由于白光LED具有上述優(yōu)勢，因此在很多領域得到應用：</p><p><b>　　1)照明領域</b></p><p>　　白光LED具有低能耗、壽命長的優(yōu)點，而就發(fā)

28、光效率而言，現(xiàn)在商業(yè)上普遍60lm/W，已超過白熾燈(約15 lm/W)，接近了熒光燈(約80 lm/W)。不久前美國Lumileds公司還公布他們的最新研究成果，其功率型白光LED的發(fā)光效率已經達到133 lm/W。但是由于價格方面的原因，白光LED僅僅應用于一些特殊照明領域，離一般的照明還有一段距離。</p><p><b>　　2)信息平面顯示</b></p><p

29、>　　信息顯示是現(xiàn)代生活中一項用途很廣泛的領域，證券交易所里的顯示板，動態(tài)廣告牌，空港的飛機動態(tài)顯示，模擬動畫，體育場館、商業(yè)、工業(yè)和其它行業(yè)的大型和超大型全色顯示屏的信息顯示，都會用到LED顯示屏，這些都在一定程度滿足了現(xiàn)代人對信息顯示的需求欲望。</p><p><b>　　3)景觀照明</b></p><p>　　由于LED燈具有低能耗、壽命長、色彩豐富純

30、正的優(yōu)點，在景觀裝飾中，常常選用各種顏色的LED，如建筑(樓宇、路橋、廣場等)設施、草坪燈，幕墻燈等。</p><p><b>　　4)用作背光源</b></p><p>　　由于LED可以集成化，體積小的特點，有全彩色手機的面板和按鍵上均需要白光LED，據估計，全球有近15億只的市場，目前，市場處于供不應求的狀態(tài)；在顯示面板方面，由于LED具有高度色度的可調節(jié)調性，

31、更是非白光LED莫屬。并且在電腦、手持掌上電子產品及汽車、飛機儀表盤等眾多領域也可以看到白光LED的身影。</p><p><b>　　5)汽車方面</b></p><p>　　車用市場是LED運用發(fā)展最快的市場，主要用于車內的儀表盤、空調、音響等指示燈及內部閱讀燈，車外的第三剎車燈、尾燈、轉向燈、側燈等。由于LED具有壽命長、維護成本低及節(jié)省電力的優(yōu)勢，高功率、高亮

32、度的LED于汽車市場的應用有相當大的空間。</p><p><b>　　6)特殊領域的應用</b></p><p>　　白光LED屬于固體發(fā)光器件，具有高可靠性，重量輕的特點，可以作為防爆燈具，特別是便攜式防爆燈具的一種非常理想的電光源，礦業(yè)生產中的礦燈。在軍事上還可作為野戰(zhàn)、潛水、航天航空所需的特種固體光源。</p><p>　　由于白光LE

33、D很接近日光，所以其能更好地反映出物體的真實顏色，在很多領域得到應用，但由于不能大批量生產，造成價格昂貴，因此很難普及。相信隨著技術的發(fā)展，價格將會下降，白光LED將會得到普及。</p><p>　　1.3.2　白光LED的展望</p><p>　　白光LED的出現(xiàn)，是LED從標識功能向照明功能跨出的實質性一步。白光LED最接近日光，更能較好地反映照射物體的真實顏色，所以從技術角度看，白光

34、LED無疑是LED最尖端的技術。目前，白光LED已開始進入一些應用領域，應急燈、手電筒、閃光燈等產品相繼問世，但是由于價格十分昂貴，故而難以普及。白光LED普及的前提是價格下降，而價格下降必須在白光LED形成一定市場規(guī)模后才有可能。毫無疑問，兩者的融合最終有賴于技術進步。</p><p>　　白光LED作為第四代照明光源，在各國政府和企業(yè)的大力支持下，已經取得了很好的成績，隨著器件結構的進步、熒光粉轉換效率的提高

35、，使得LED照明光源引起了照明領域的廣泛的關注，功率型LED白光技術將更能適應普通照明的需要，只要LED產業(yè)能持續(xù)這一開發(fā)方向，則LED固體照明在未來5至10年內將會取得重大的市場突破。</p><p>　　2　　稀土材料的發(fā)光原理和制備方法</p><p>　　2.1　稀土材料的發(fā)光原理</p><p>　　2.1.1　稀土發(fā)光材料的選擇</p>&

36、lt;p>　　一般來說，化合物由陰離子和陽離子組合而成。無機熒光體之所以具有熒光性質，是由于晶格內的陽離子由具有光學活性的陽離子來取代，而基質材料不具有光學活性。有些陽離子能夠通過同晶置換進入基質晶格結構和組成，成為激活中心離子。稀土發(fā)光是由稀土4f組態(tài)電子在不同能級間躍出而產生的，因激發(fā)方式不同，發(fā)光可區(qū)分為光致發(fā)光，放射性發(fā)光等。</p><p>　　本課題采用了KNaCa2(PO4)2為基質；用磷酸根

37、離子作為基質陰離子；用Eu3+作為激活劑來制備熒光粉。</p><p>　　2.1.2　激發(fā)與發(fā)光過程</p><p>　　當可發(fā)光物質收到激發(fā)，如光照，加熱而吸收能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)狀態(tài)，此過程稱為激發(fā)過程。然而激發(fā)狀態(tài)多為不穩(wěn)定狀態(tài)，常發(fā)生從激發(fā)狀態(tài)又躍遷回基態(tài)的現(xiàn)象，同時把激發(fā)時吸收的一部分能量以光輻射的形式釋放出來，此過程稱為發(fā)光過程。</p><p>　

38、　具體到稀土離子因躍遷回基態(tài)而發(fā)光有倆種結果，一是躍遷時以光輻射現(xiàn)象釋放能量，二是以放熱方式回到基態(tài)，此為非光輻射方式。我們?yōu)榱搜兄聘咝У陌l(fā)光物質，應盡量減少這種非光輻射的部分弛豫方式。以稀土化合物為基質和以稀土元素為激活劑的發(fā)光材料多屬于前一類 ，即稀土熒光粉。稀土元素原子具有豐富的電子能級 ，因為稀土元素原子的電子構型中存在4f軌道，為多種能級躍遷創(chuàng)造了條件，從而獲得多種發(fā)光性能。</p><p>　　2.1

39、.3　Eu3+的發(fā)光機理 </p><p>　　稀土金屬Eu的外層電子結構為5P66s24f75d2，由于其特殊的結構，Eu3+摻雜的材料對藍色LED的藍光發(fā)射有很好的吸收，而且在紫外激發(fā)下也有很高的量子效率，有較強的吸收，能產生高強度的紅色發(fā)射峰，有著非常高的轉換效率，在395 nm的近紫外光照射時會激發(fā)出更多的紅色光。尤其是Eu3+離子在基質中占據非對稱中心位置時，它的5D0→7F2躍遷在紅光范圍有很強的發(fā)射

40、，所以Eu3+是一種很好的紅色熒光粉激活劑，已成為目前紅色熒光粉中最常用的激活劑[4-7]。對于Eu3+的激活機理，目前基本一致的看法是：Eu3+進入基質晶格以后，部分取代了原來該位置的金屬離子，原來基質晶格吸收的能量被轉移到Eu3+，Eu3+受到激發(fā)而發(fā)出不同波長的光。由于晶格振動及鑭系元素所具有的較強自旋一軌道耦合，使得光譜選律禁阻解除，一些原來屬于禁阻的躍遷(f-f躍遷)也出現(xiàn)在光譜中，而且擁有較好的紅色顯色性。Eu3+的5D0→

41、7F2躍遷的發(fā)射波長在620 nm左右，屬于電偶極躍遷。根據晶體場理論：不同2S+1LJ譜項中屬于晶體場同一不可約表示的Stark能級間的矩陣元不為0，這表明晶體場可能混雜不同J，但屬于晶體場</p><p>　　2.2　熒光粉的制作方法</p><p>　　近年來，現(xiàn)了一些新的合成方法，如溶膠-凝膠法[10]、水熱合成法[11]、噴霧熱解法[12]和燃燒法[13]等。溶膠-凝膠法制備的熒

42、光粉團聚嚴重、形貌不規(guī)則、使用性能差；水熱合成法易含雜相、亮度低；噴霧熱解法工藝復雜、設備要求高、不易實現(xiàn)規(guī)?；a；燃燒法純度和發(fā)光性能較低。因此，如何降低合成溫度、簡化工藝流程、縮短反應時間、降低生產成本，并能制備出粒度細小、性能優(yōu)良熒光粉成為研究重點。</p><p>　　高溫固相法是一種經典的合成方法，充分反應的條件是反應物之間必須相互接觸，因為反應是通過顆粒界面進行的，反應物顆粒越細，接觸的表面積越大，

43、反應速度就會越快，所以反應前應將反應物在研缽里充分研磨，使之混合均勻并且使顆粒足夠小，再放到反應爐中高溫灼燒，然后冷卻至室溫，研磨后即得粉末樣品。</p><p>　　該法得到的熒光粉性能穩(wěn)定，亮度高，表面缺陷少，有利于工業(yè)上大規(guī)模生產。但因為在高溫時有氣氛的反應，對設備要求較高。粒子易于團聚，粒子的直徑較大，應用時需經球磨處理，一定程度上破壞熒光粉的發(fā)光性能。</p><p>　　2.3

44、　稀土離子的濃度猝滅</p><p>　　由于某些原因使發(fā)光材料發(fā)生非輻射躍遷，從而降低了發(fā)光效率的現(xiàn)象叫做猝滅，猝滅的原因可以各不相同，常見的有溫度猝滅，濃度猝滅和雜質猝滅等。當激活離子濃度較大時，中心間的距離小于臨界距離，它們就會產生級聯(lián)能量傳遞，即從一個中心傳遞到下一個中心，直到最后進入一個猝滅中心，當激活劑的濃度達到一定量時，發(fā)光效率反而會明顯降低，這種現(xiàn)象稱為“濃度猝滅”。</p><

45、;p>　　濃度淬滅的大致原因為隨著稀土離子的摩爾濃度的增大，發(fā)光中心的數(shù)量增加，使得電子陷阱中的電子上升到導帶的電子碰撞和離化發(fā)光中心或與發(fā)光中心復合的幾率也增加，使發(fā)光亮度增加。但是在電子躍遷過程中，除了發(fā)光電子的輻射躍遷外，還存在無輻射躍遷。當稀土離子的濃度超過某一值時，雖然發(fā)光中心數(shù)目增加，但電子從高能級向低能級躍遷時，將多余的能量傳遞給第三個載流子使其受激躍遷到更高能級的幾率增加。以上原因使得所吸收的電子的能量變成無輻射躍

46、遷的幾率增加，導致濃度猝滅。</p><p>　　從熒光力學原理來講，當激活離子濃度很高時，有可能兩個或更多激活離子共處與同一個晶胞中，使該晶胞內的對稱性有所增加，不對稱晶體場力有所減少。此外，兩個離子的形變能力相同，都想變形，它們相互作用的結果，產生同離子互斥作用，使它們各自的形變程度都遭到削弱，躍遷能力降低，進而導致發(fā)光效率降低。由于稀土離子在不同的基質中的晶格環(huán)境不同，能量匹配情況也不一樣，所以濃度猝滅的情

47、況也不相同[14]。</p><p>　　3　　高溫固相法制備KNaCa2(PO4)2: Eu3+</p><p><b>　　3.1　原料的選擇</b></p><p>　　本實驗選擇的實驗材料為Na2CO3(A.R.)，K2CO3(A.R.)，CaCO3(A.R.)，高純Eu2O3(99.99%)，Li2CO3(A.R.)，NH4H2PO4

48、(A.R.)。</p><p><b>　　3.2　樣品制備</b></p><p>　　根據所設計的化學計量比確定各組成分的含量，用電子天平稱量樣品，稱量時注意保證各樣品的精確度，不能摻雜其他不同的樣品，同時注意保持稱量時條件的穩(wěn)定。然后把稱量好的樣品置于瑪瑙研缽里充分研磨（在研磨時不能讓樣品四處濺射以導致樣品的流失，造成各成分的含量改變而引起對結果的影響）。待樣品

49、研磨很均勻后置入已經清洗干凈的剛玉坩堝內，并蓋上蓋子，在高溫箱式爐內燒結。利用高溫固相反應，在還原氣氛中，1000 ℃下燒結4小時，自然冷卻至室溫，重新在瑪瑙研缽里研磨成粉末狀，裝入已經做好標簽的樣品袋內，得到一系列不同Eu3+含量的KNaCa2(PO4)2: Eu3+樣品。</p><p><b>　　3.3　樣品的測定</b></p><p>　　采用TD3500

50、型衍射儀(輻射源為Cu靶Kα1線，電壓30 kV，電流20 mA，λ=0.154178 nm，掃描速度為8° /min，步長為0.02°，掃描范圍為20～65°)測定Eu3+濃度為8%的KNaCa2(PO4)2: Eu3+的粉末衍射圖。采用日本Hitachi F-4600熒光分光光度計測量材料的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 (激發(fā)源為150 W氙燈，分辨率為0.1 nm)。采用PMS80精密光色電測試系統(tǒng)測量樣品的色

51、坐標，采用Nd-YAG激光器泵浦染料激光器、ANDOR光譜儀(SR-5001)和美國Tektronix示波器(4104B)測量熒光壽命。以上所有測量全部在室溫下進行。</p><p>　　4 實驗的結果與討論</p><p>　　4.1　 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的XRD圖譜分析</p><p>　　圖4-1 KNaCa2(PO4)2: Eu3

52、+的XRD衍射圖</p><p>　　圖4-1是KNaCa2(PO4)2: Eu3+的XRD圖，通過與標準粉末衍射卡片(PDF#51-0580)對比，所得樣品衍射峰值和位置與KNaCa2(PO4)2的數(shù)據相似，說明所合成的樣品為純相的KNaCa2(PO4)2晶體，少量摻雜的Eu3+離子進入晶格并沒有明顯改變樣品的晶體結構。KNaCa2(PO4)2晶體屬于六角晶系，晶格常數(shù)a=b=0.5437 nm，c=0.731

53、2 nm。</p><p>　　4.2　KNaCa2(PO4)2: Eu3+的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜分析</p><p>　　圖4-2 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射光譜</p><p>　　圖4-2為KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射光譜，可以看出：在465 nm 和393 nm波長激發(fā)下，樣品呈現(xiàn)出多峰發(fā)射。位于614 nm附近的紅光發(fā)射歸屬于E

54、u3+的5D0→7F2電偶極躍遷，而位于590 nm附近的橙色發(fā)射歸屬于Eu3+的5D0→7F1磁偶極躍遷。電偶極躍遷原本屬于禁阻的，但實際上可觀察到這種躍遷，這主要是由于Eu3+在晶格中的對稱性偏離反演中心，晶體場奇次項可以將相反宇稱態(tài)混合到4f6組態(tài)能級中，此時電偶極躍遷不再嚴格禁戒，所以Eu3+以5D0→7F2受迫電偶極躍遷發(fā)射為主[15]。由上圖還可以看出：5D0→7F2的電偶極躍遷為該體系中的最強躍遷，說明Eu3+主要占據晶格

55、的非反演對稱中心位置。</p><p>　　圖4-3 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的激發(fā)光譜</p><p>　　圖4-3為監(jiān)測614 nm和590 nm波長的特征激發(fā)譜，其中峰值為394 nm (7F0→5L6)、(362nm、383 nm、465 nm)。此圖沒有顯示出寬吸收帶，皆為350 nm—550 nm范圍內的窄峰，而窄峰均來源于Eu3+的4f6電子躍遷吸收，分別對應于

56、7F0→5D4(362 nm)， 7F0→5L7 (383 nm)，7F0→5L6 (394 nm)，7F0→5D2 (465 nm)的電子躍遷。 其中，7F0→5L7 和7F0→5L6 吸收遠強于其它峰。主激發(fā)峰位于394 nm，匹配于InGaN管芯，具有一定應用價值。</p><p>　　4.3　Eu3+濃度對KNaCa2(PO4)2: Eu3+發(fā)光性能的影響</p><p>　　圖4

57、-4　　不同Eu3+濃度下KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射譜</p><p>　　圖4- 4是Eu3+濃度分別為1%、2%、4%、8%、12%、16%和24%時在393 nm紫外光照射下的KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射譜。圖中隨著Eu3+的濃度由1%變到24%時，590 nm和614 nm峰值均先增大后減小，但猝滅濃度不同。590 nm(5D0-7F1)的猝滅濃度為12%，614 nm(5D

58、0-7F2)峰值的猝滅濃度為8%。當Eu3+濃度改變時，激活離子濃度很高，有可能兩個或更多激活離子共處與同一個晶胞中，使該晶胞內的對稱性有所增加，不對稱晶體場力有所減少，這樣會導致濃度猝滅。5D0-7F1和5D0-7F2不同猝滅濃度的原因可能是Eu3+取代不同Ca2+離子格位造成的。</p><p>　　4.4　樣品的濃度淬滅曲線與熒光壽命分析</p><p>　　圖4-5 KNaCa2

59、(PO4)2:Eu3+的熒光壽命曲線圖</p><p>　　當樣品被一束光激發(fā)后，該物質的分子吸收能量后從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)上，再以輻射躍遷的形式發(fā)出熒光回到基態(tài)。當激發(fā)停止后，分子的熒光強度降到激發(fā)時最大強度的1/e所需的時間稱為熒光壽命，即自由離子或晶體中離子的能級壽命。它表示粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間，熒光壽命是反應物質光物理或光化學過程特性的重要參數(shù)，它的測量是一種重要的光譜技術[16]。由上圖可見，橫

60、坐標為時間軸t，縱坐標為強度y，以熒光強度y和激發(fā)態(tài)壽命t可由下式表示:</p><p>　　利用Origin8.0軟件對測得各數(shù)據點進行單指數(shù)擬合，所得各參數(shù)如圖4-5 中所示。而當激發(fā)波長為393 nm，發(fā)射波長為614 nm時，熒光壽命從0開始到20為止，此樣品的熒光壽命為2.34 ms，表明粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間較短，發(fā)光效率相對較高。</p><p>　　圖4-6 KNaC

61、a2(PO4)2:Eu3+發(fā)光體中大于淬滅濃度點的斜率圖</p><p>　　在發(fā)光材料的研究中，發(fā)光離子的滲入濃度對材料的發(fā)光性能造成的影響一直是人們研究的對象。一般隨著離子濃度的逐漸增大，發(fā)光體的發(fā)光強度是先增大然后開始降低，到一定濃度時發(fā)光消失。對這種發(fā)光中心通過能量傳輸將激發(fā)能轉移到其他位置（其它發(fā)光中心或不發(fā)光位置），其發(fā)光效率和強度都隨之降低的現(xiàn)象，稱之為濃度淬滅[10]。由上圖可見，lg(I/x)與

62、lgx的比值在Eu3+濃度大于淬滅點后基本呈線性，其斜率大概為-1.6。這個斜率可算出Q值為5.7左右，此值接近6。這樣就可以說在KNaCa2(PO4)2: Eu3+中，使發(fā)光中心Eu3+產生濃度淬滅的能量傳遞方式是電偶極-電偶極的方式進行交互作用。當監(jiān)測為590 nm時，較之614 nm時，其淬滅濃度提高，即此激發(fā)光下可允許較高濃度的樣品保持高亮發(fā)光，而倆者的最終淬滅終點大致相等，固我們得出這樣的結論：當摻和離子濃度較低時，為使其高亮

63、度發(fā)光可提高激發(fā)光波長值，當離子摻和濃度較高時，應當降低激發(fā)光波長值以保證其發(fā)光亮度。</p><p>　　4.5　樣品的色坐標與分析</p><p>　　表1 Eu3+含量從1%至24%在CIE圖中對應坐標及Tc值</p><p>　　圖4-7 不同Eu3+ 濃度摻雜KNaCa2(PO4)2: Eu3+的CIE色度圖</p><p>　

64、　圖4-7 給出了不同Eu3+含量對于發(fā)射光譜在CIE色度圖中的位置的影響，從上圖可以看出，隨著Eu3+含量的增加，發(fā)射光從黃光逐漸過度過紅光，表1給出了Eu3+含量從1 %至24 %在CIE圖中對應坐標及Tc值。根據1931年國際照明委員會(CIE)制定的標準，KNaCa2(PO4)2: Eu3+的最佳色坐標值為(x=0.65, y=0.34)。相比于目前商用的紅色熒光粉Y2O2S:Eu3+(0.622，0.351)，KNaCa2(P

65、O4)2: Eu3+更接近于NTSC(National Television System Committee)的紅色標準值(x=0.645，y=0.353) [17]。這樣我們就可以利用發(fā)射光譜隨Eu3+含量的改變而在CIE色度圖上可發(fā)生的變化的性質，再根據我們對合成光的實際需求，通過改變Eu3+的含量來對其發(fā)射光進行調試。</p><p><b>　　4.6　本章小節(jié)</b></p

66、><p>　　通過對發(fā)射譜的分析，可以得出在高能量的紫外光(393 nm)激發(fā)下，樣品KNaCa2(PO4)2:Eu3+發(fā)射的是紅光。通過對發(fā)射譜分析可知Eu3+主要為5D0→7F2受迫電偶極躍遷，通過分析基質中Eu3+含量的變化對發(fā)光特性的影響，得到發(fā)光性最好的是摻Eu3+濃度為8 %的KNaCa1.92(PO4)2:Eu3+。</p><p><b>　　5　　結論</b&

67、gt;</p><p>　　本文采用了高溫固相法制備了KNaCa2(PO4)2: Eu3+熒光粉，得到了樣品的相關圖形和數(shù)據。研究了樣品的激發(fā)譜線特性和發(fā)射譜的特性，可知Eu3+以5D0→7F2受迫電偶極躍遷發(fā)射為主，主激發(fā)峰位于394 nm(7F0→5L6)，匹配于InGaN管芯，具有一定應用價值。其中以Eu3+濃度為8 %時得到的KNaCa1.92(PO4)2:Eu3+譜線特性最好。還分析了濃度改變對發(fā)射特性

68、的影響，當Eu3+濃度為8 %時，KNaCa1.92(PO4)2:Eu3+的紅光強度最高。測量了Eu3+離子的時間分辨光譜，熒光壽命約為2.34 ms。并測得不同Eu3+離子濃度的樣品的色坐標。</p><p>　　隨著工藝和技術的不斷發(fā)展，LED必然能從生產上得到很大的改進，這樣使生產成本降低，對LED普及有很好的作用。</p><p><b>　　參考文獻</b>

69、</p><p>　　[1]　　許榮宗.白光LED發(fā)展概論叨 [J]. 工業(yè)材料雜志,2005,145(299):66-68.</p><p>　　[2]　　尹長安,趙成久,劉學彥,等.白光LED的最新進展 [J]. 發(fā)光學報,2002,21(4):380-382.</p><p>　　[3]　　劉行仁,薛勝薜,黃德森,等.白光LED的現(xiàn)狀和問題 [J]. 光源和照

70、明,2003,56(3):4-8.</p><p>　　[4]　　Keith H Butler. Fluorescent Lamp Phosphors Technology and Theory　[M].　Pennsylvania,USA:The Pennsylvania state University Press.1980:44-62.</p><p>　　[

71、5]　 Zeng Xiaoqing,lm Seoung Jae,Jang Sang Hun,et a1.Luminescent Properties of (Y,Gd)B03:Bi3+,RE3+ (RE=Eu,Tb)Phosphor under VUV/UV Excitation　[J]. J Lumin,2006,121(1):l-6.</p><p>　　[6]　 Bae Jong Seong,Moon B

72、yung Kee.Jeong Jung Hyun,,et al.Lumineseence Characteristics of Pulsed—Laser—Ablated YI.35Gd0.6O3:Eu3+ Thin Film Phosphom [J]. J Appl Phys,2005,98(4):043513 -043513.</p><p>　　[7]　　Dorcnbos P.The Eu3+Charge T

73、ransfer Energy and the Relation with the Band Gap of Compounds　[J].　J Lumin.2005,11l(1-2):89-104.</p><p>　　[8]　　張瑞西,王濤,井艷軍,等.Eu3+激活的紅色熒光粉的研究進展 [J]. 材料導報,2008,S2:3-5.</p><p>　　[9]　　徐敘珞,蘇勉曾.發(fā)光學與發(fā)光

74、材料 [M]. 北京：化學工業(yè)出版社,2004:108-110.</p><p>　　[10]　　Ravichandran D, Roy R, White W B.,et al. J Mater Res　[J],　1997, 12(3):819--824.</p><p>　　[11]　　楊麗格, 周 泊, 陸天虹,等.應用化學 [J], 化工時刊,2008,25(6): 697.<

75、/p><p>　　[12]　　Kang Y C, Chung Y S, Park S B. J Mater Sci Lett　[J]. Lumin,1999,18(10): 779.</p><p>　　[13]　　陳 哲, 嚴有為. 稀有金屬材料與工程 [J]. 稀有金屬材料與工程, 2007, 36(11):2003 .</p><p>　　[14]　　Wang

76、D,Wang M. Synthesis,crystal stracture and X-ray powder diffraction data of the phosphor matrix 4SrO2Al2O3　[J].　Mater Sci,1999,34(8):4959.</p><p>　　[15]　　李盼來,王志軍,郭慶林,等.白光LED用KCaPO4:Eu3+紅色熒光粉制備及其發(fā)光特性 [J]. 中國稀土

77、學報, 2010, 28(6):755-759.</p><p>　　[16]　　黃秀軍,陳建國,馮國英,等.基于不同泵浦波形的熒光壽命測量 [J]. 光譜學與光譜分析, 2010,30(11):22-24.</p><p>　　[17]　 SONG E H, ZHAO W R, ZHOU G X,et al.Luminescence properties of red phosphors

78、 Ca10Li(PO4)7:Eu3+ [J]. Journal of Rare Earths, 2011, 29(5):440-443.</p><p><b>　　致　　謝</b></p><p>　　經過近3個月的查閱文獻，翻譯文獻以及具體的實驗，得到所要的樣品，終于在導師和各位學長的細心指導和帶領下完成了論文。感謝我的導師 教授在選題等方面給予的建

79、議和幫助。感謝師兄宋延春以及其他實驗室的師兄師姐們在實驗過程中提供的各種幫助和指導，讓我在實驗過程中學到許多相關方面的知識，同時也提高了實際操作的能力。</p><p>　　感謝伴隨我學習的各門任課老師，是你們教會了我各種知識，教我如何更加有效地獲取各種知識，這對論文的完成起到了至關的作用。同時感謝陪伴我4年的同學們，是你們陪我愉快的渡過了這4年的大生活，并一起學到了各種東西。</p><p&

80、gt;　　感謝一直以來關注著我的父母和一直給我支持的同學，是你們在精神和物質上給予的鼓勵和支持，讓我得以順利完成學業(yè)。</p><p>　　論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我最誠摯的謝意！</p><p><b>　　附　　錄</b></p><p>

81、　　摻Eu3+的Ca10Na(PO4)7紅色熒光粉的光致發(fā)光特性研究</p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　通過高溫固相法技術成功地合成了摻雜Eu3+的Ca10Na(PO4)7熒光粉。并對其結構和光致發(fā)光特性進行了仔細研究。在近紫外光激發(fā)下觀察，其為一個高效的紅色發(fā)光熒光粉。在9 mol%濃度附近觀察Eu3+得到最大的發(fā)光強度。在Ca10-

82、XNa(PO4)7:xEu3+中Eu3+離子的4f-4f之間的相互作用是熒光激發(fā)的主導機制。由于在近紫外光下具有良好的激發(fā)光譜，Ca10-XNa(PO4)7:xEu3+熒光粉作為紅色熒光粉在近紫外白色芯片為基礎的發(fā)光二極管中具有潛在的應用價值。</p><p>　　關鍵詞：紅色熒光粉；紫外光激發(fā)；白光發(fā)射；發(fā)光二極管；磷酸鹽 </p><p><b>　　1 原　　理</

83、b></p><p>　　最近基于熒光粉的白光發(fā)光二極管(WLED)一直備受關注，因為它們作為手電筒，指示燈，顯示器背光，建筑照明和取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈有很好的應用。目前，商業(yè)上獲得白光的方法是結合黃色的熒光粉(YAG:Ce3+)與藍色芯片(~460 nm)[1-3]。不幸的是，用這種方法產生的白光由于缺少紅色成分呈現(xiàn)很低的色彩指數(shù)(RA<80)，此外，顏色的穩(wěn)定性也很差，因為合成的光線來自不同的

84、光源，即芯片和熒光粉[4]。為了改WLED的特性，另一種已提議的方法是將三基色熒光粉與紫外/近紫外芯片相結合，它具有多種優(yōu)勢，如色坐標與色溫的靈活性，能簡化制造過程，以及高Ra值[5-6] 。目前用于以LED芯片為基礎的近紫外熒光粉是用BaMgAl10O17:Eu2+發(fā)藍光，ZnS:(Cu2+，Al3+)發(fā)綠光，Y2O2S:Eu3+發(fā)紅色[7]。然而，Y2O2S:Eu3+ 紅色熒光粉的效率大概不到藍色和綠色熒光粉的八分之一，從而限制了基

85、于WLED芯片的NUV的能源效率的提高。此外，硫化磷也顯現(xiàn)出比較差的化學穩(wěn)定性。因此，高效且穩(wěn)定的紅色熒光粉可以通過紫外NUV芯片取得且可用于WLED的發(fā)展。最近一些摻雜Eu3+的氮</p><p><b>　　2 實　　驗</b></p><p>　　本實驗所需要的Ca10Na(PO4)7:Eu3+熒光粉通過高溫固相法制得。從碳酸鈣(AR)，碳酸鈉(AR)，(NH

86、4)2HPO4(AR)和Eu2O3(AR)取得原材料。根據Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+(x = 0.01，0.03，0.05，0.07，0.09，0.11，0.13和0.15)這種化合物的化學計量比進行配比，通過用瑪瑙研缽和杵研進行研磨。然后將此混合物在973K下預熱一小時，再在空氣中1323K下焙燒5小時。在爐室內將最終樣品降低至室溫得到最終樣品，煤粉作進一步測量。</p><p>　　所有樣品粉末

87、的相純度通過X光射線進行衍射檢驗，(在36 KV和20 mA，λ=1.5406 A?條件下用CUK照射進行分析)。激發(fā)和發(fā)射光譜使用日立公司的F-7000熒光光譜儀進行測定并配備450 W氙氣燈(工作電壓400 V，掃描速度240° /min，入射狹縫2.5 nm，出射狹縫2.5 nm)。所有的測量均在室溫下進行。 </p><p>　　圖2-1:Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+的XRD的圖譜

88、(x = 0.01，0.03，0.05，0.07，0.09，0.11，0.13和0.15)。</p><p><b>　　表1 </b></p><p>　　Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+的晶格常數(shù)</p><p><b>　　3 結果與討論</b></p><p><b>

89、　　3.1晶體結構分析</b></p><p>　　圖2-1顯示了所有樣品的XRD圖譜。根據JCPDSNO.45-0339 R3C(第161號)標準卡，從圖中可見每個樣品的衍射峰可以被輕易的檢索出Ca10Na(PO4)7的六角形結構。表明Eu3+的濃度從1 mol%到15 mol%的變化不會引起Ca10Na(PO4)7結構的任何變化，二次相也沒有形成。晶格常數(shù)的計算根據表1所列和衍射峰的位置。由于Eu

90、3+比Ca+具有更小的半徑，輕微的晶格結構收縮可以從表1中觀察到[15]，同時時，衍射峰的強度逐漸增加，峰寬隨著Eu3+濃度從1 %到9 %摩爾的增加而變窄，這表明晶結已改進。但是，當Eu3+的濃度大于9 mol%，強度開始下降，主峰(02，10)的寬度變得更寬，這可能歸因于Ca10Na(PO4)7結構缺陷。</p><p><b>　　3.2發(fā)光特性 </b></p><

91、;p>　　在393 nm的光激發(fā)下，樣品的發(fā)射光譜如圖2所示，每一條發(fā)射光譜有相似的輪廓。每個頻譜都有幾個離散的峰，它們表明 Eu3+作為活化劑所具有的典型的發(fā)射功能。主發(fā)射峰所對應的電偶極躍遷是5D0→7F2(峰值在613 nm和617 nm)，Eu3+離子的磁偶極子躍遷為5D0→7F1(峰值在591 nm)[16]。相對較弱的幾個峰以580 nm，653 nm和698 nm為中心分別對應5D0→7F0，5D0→7F3和5D0→

92、7F4的躍遷。此外，在555 nm處一些弱的由5D0級到高激發(fā)態(tài)5D1→7F2的發(fā)射峰也可以被觀察到[17-19]。</p><p>　　圖3-1: Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+ 的發(fā)射光譜。</p><p>　　在圖3—1中在393 nm激發(fā)下發(fā)射峰的強度對Eu3+離子濃度的依存也可以顯現(xiàn)出來。最初強度隨著Eu3+離子濃度的變化而增強，而后達到一個峰值，進而隨著濃度的繼續(xù)變化

93、而降低。這種現(xiàn)象可以很容易地解釋為濃度淬滅效應。當Eu3+濃度較低時，Eu3+–Eu3+之間的反應可以被忽略，此時發(fā)射強度隨Eu3+濃度的變化而增強。隨著Eu3+濃度的進一步上升，Eu3+之間的相互作用增強，最終使熒光發(fā)射降低。淬滅機制與被激發(fā)離子之間的相互作用，強烈的依賴于主體的晶體結構[20-21]。每一個被激發(fā)離子的發(fā)射強度遵從如下公式[22-23]。</p><p>　　(1)

94、 </p><p>　　I是550 nm到720 nm之間發(fā)射光譜的積分強度；X是催化劑的濃度；Q是一個持續(xù)的多極化反應，對應6，8，10分別是偶極子之間的，偶極子與四級子之間的，四級子之間的交互反應，Κ和β是相同激勵條件下給定的主體結晶的常數(shù)，將無限趨近于1公式一可化簡為公式二：</p><p><b>　　(2) </b></p>

95、<p>　　K是一個常數(shù)。從圖2中可估計出Eu3+的臨界濃度為9 mol%。圖2中發(fā)射強度對Eu3+濃度的依存度在圖3中表示出來。很明顯， log(I/x) 與 log(x)之間有一個很明顯的線性關系，斜率大約為?3.269。線性擬合式(2)中的Q值計算為9.808，接近于10。此值表明Eu3+在Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+中的熒光濃度淬滅現(xiàn)象里四級子之間的作用是主要的機制。</p><p>

96、;　　圖3-2:Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+熒光粉中l(wèi)og (I/x) 與 log (x)的關系。</p><p>　　圖3—2中可見，5D0→7F2的躍遷比5D0→7F1的躍遷強很多，這表明，Eu3+集中在一個扭曲的(或不對稱的)陽離子環(huán)境中[16]。5D0→7F1之間的磁偶極躍遷的強度不依賴于Eu3+的配位場。但5D0→7F2的電偶極躍遷對Eu3+的局部對稱性是很敏感的[24-26]，并已知它在中

97、心對稱環(huán)境中是被禁止的[26]。因此，Eu3+的對稱性可由5D0→7F2的躍遷強度到5D0→7F1的躍遷強度的比率R21來預計。</p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　圖3—3為Eu3+的濃度與不對稱比例之間的關系。 可見R21隨Eu3+濃度變化而單調上升 ，這表明Eu3+的對稱性隨Eu3+濃度的上升而下降。</p>

98、<p>　　圖3-3: Eu3+離子的由5D0→7F2躍遷到5D0→7F1躍遷濃度依賴性的發(fā)光強度比率。</p><p>　　圖3-4: 電荷轉移在Ca10-xNa(PO4)7:xEu3+中的發(fā)射光譜。</p><p>　　圖3—4表示在613 nm波長監(jiān)測下，檢測220 nm到290 nm的激發(fā)光譜。激發(fā)光譜的帶寬具有吸收O2+和Eu3+的電荷轉移的特點，其強度隨Eu3+濃度的

99、增加而單調增強。圖6是價帶和CT能源在Eu3+的摻雜化合物中的示意圖。4f組態(tài)的基態(tài)為Eu3+和Eu2+填充在主體晶體間的能隙(EG)。稀土離子的5d軌道與配體的價電子軌道之間的相互作用形成了占據最高分子軌道的成鍵和最低空置分子軌道的反鍵的能級。在圖3—5的左側，水平線表示Eu3+和Eu2+的能帶的重心，價電子配位的能級軌道在右側標記。稀土離子的5d軌道和價電子軌道的配體之間的雜交形成的價帶和導帶。雙箭頭代表電荷轉移能量(ECT)。它從

100、價帶的頂端開始到Eu2+的基態(tài)結束[28]。因此，CT能可表示為： (4)</p><p>　　圖3-5: 價帶和CT能在Eu3+混合物中的示意圖。</p><p>　　Ect代表Eu3+在主體內的CT能，Egr(4fN+1)代表Eu2+的基態(tài)能量，EVB代表頂

101、端的價帶的能量。眾所周知，4f軌道在5S2和5P6軌道外圍的結晶環(huán)境是被屏蔽的。因此價帶的位置(EVB)在CT能中起著決定性的作用。實際上，價帶的形式來自兩個因素：Eu3+的5D能級和配體的價電子的能量水平。隨著Eu3+濃度的增加，Eu3+離子在價帶中的增加，Eu3+離子俘獲一個電子以達到一個更加穩(wěn)定的半滿殼狀態(tài)的能力也隨之增強。因此，CT的增加是造成激發(fā)光譜的強度增加的原因。 </p><p>　　圖3-6:

102、 Eu3+離子在Ca10-xNa(PO4)7:xEu3+熒光粉中4f–4f 轉移的激發(fā)譜。</p><p>　　圖3—6顯示了從350 nm到470 nm波長范圍之間的激發(fā)光譜。光譜中所有銳利的線條能很容易的對應到Eu3+離子的f-f躍遷，比如：7F0→5L6的躍遷線條大概在393 nm處，7F0→5D2的躍遷線條大概在464 nm處[29-30]。激發(fā)光譜的強度對Eu3+離子濃度的依存度很好的構成了激發(fā)光譜，

103、而且最大強度的激發(fā)光譜出現(xiàn)在Eu3+離子濃度大約為9 mol％左右，f-f轉移的強度比電荷轉移(CT)的強度強多了，這是由于該F-F轉換吸收的能量大于吸收電荷轉移能源。圖7顯示了在393 nm處主峰對應于Eu3+離子的7F0→5L6的轉換以及Eu3+的濃度，同類的濃度淬滅也在圖中表示出來。</p><p><b>　　表2 </b></p><p>　　Ca10-

104、xNa(PO4)7:xEu3+的CIE色度坐標。</p><p>　　為了觀察Eu3+離子濃度對色度的影響，所有Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+熒光粉的色坐標被計算出來。表2顯示了隨著Eu3+離子濃度的升高色坐標轉變?yōu)榧t色區(qū)域的過程，這與R21比率的上升是一致的。在這個實驗中最純的紅光出現(xiàn)在Eu3+離子濃度為15 mol%，這個濃度對應最大發(fā)射強度，Eu3+離子濃度出現(xiàn)濃度猝滅。 </p>

105、;<p><b>　　4 結　　論</b></p><p>　　采用高溫固相法制備了一系列摻Eu3+的Ca10Na(PO4)7熒光粉。其結構和熒光粉的光致發(fā)光特性也進行了仔細研究。結果表明，其在屬于5D0→7F2電偶極躍遷產生的613 nm條件下顯現(xiàn)出強烈和普遍的紅光激發(fā)，并且在9 mol%附件獲得最大的發(fā)射強度，Eu3+在15 mol%時產生最純的紅光。Eu3+離子濃度的變

106、化使電荷轉移的吸收單調增加Ca10-XNa(PO4)7:xEu3+熒光粉是NUV或基于藍色發(fā)光二極管潛在的紅色熒光粉，因為它們可以有效地同時被393 nm和464 nm的波長激發(fā)。 </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]　　S.Nakamura,T.Mukai,M.Senoh,Appl.Phys.Lett.64(1994)1687–

107、1689.</p><p>　　[2]　　Z.P.Yang,X.Li,Y.Yang,X.M.Li,J.Lumin.122–123(122)(2007)707–-709.</p><p>　　[3]　　G.D.Xia,S.M.Zhou,J.Zhang,S.Wang,Y.Liu,J.Xu,J.Cryst.Growth283(2005)257–262.</p><p>