新型GdNbTiO6基熒光粉的制備及其發(fā)光性能研究.pdf

1、稀土離子摻雜氧化物熒光體在無機(jī)發(fā)光材料中發(fā)揮突出作用，它們具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性以及環(huán)境友好性，可以很好地應(yīng)用于照明，顯示設(shè)備和固態(tài)激光。隨著照明顯示領(lǐng)域的不斷發(fā)展，人們致力于探索氧化物熒光體的改進(jìn)和現(xiàn)代顯示系統(tǒng)的新型氧化物熒光體材料的開發(fā)。鈦鈮酸鹽具有良好的物理化學(xué)性質(zhì)和發(fā)光性能，是一類重要的自激活基質(zhì)發(fā)光材料，已經(jīng)成為無機(jī)發(fā)光材料中的熱點(diǎn)體系。
　　本文以鈦鈮酸鹽GdNbTiO6作為基質(zhì)材料，采用高溫固相合成法合成了G

2、dNbTiO6∶ Eu3+、GdNbTiO6∶ Dy3+、GdNbTiO6∶ Tb3+和GdNbTiO6∶ Tb3+, Bi3+。通過X射線粉末衍射法、Rietveld結(jié)構(gòu)精修、光學(xué)性能測(cè)試、熒光衰減曲線以及CIE色坐標(biāo)等，對(duì)熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　GdNbTiO6化合物是首次作為熒光粉的基質(zhì)材料。利用高溫固相法合成GdNbTiO6的最佳溫度為1250℃～1300℃，通過粉末X射線結(jié)構(gòu)解析方法確定了GdN

3、bTiO6屬于正交晶系，其空間群為Pbcn，Gd3+離子密集地堆積在平行結(jié)構(gòu)之間，形成層狀結(jié)構(gòu)。GdNbTiO6基質(zhì)由于Nb(Ti)O6八面體基團(tuán)在約509nm處寬帶發(fā)射，該化合物是一種自激活的發(fā)光材料，并具有閃爍性能。通過固相反應(yīng)制備了Eu3+/Dy3+摻雜的GdNbTiO6熒光粉，研究了晶體結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能和相關(guān)的發(fā)光機(jī)制。通過Rietveld方法對(duì)Eu3+/Dy3+摻雜的GdNbTiO6的晶體結(jié)構(gòu)，不規(guī)則的(Gd/Eu/Dy)3+O

4、813-多面體和輕微變形的Nb(Ti)O6八面體組成，形成分層的結(jié)構(gòu)。紫外(UV)和真空紫外(VUV)激發(fā)下研究GdNbTiO6∶Eu3+/Dy3+熒光粉的發(fā)光性能。對(duì)于紅色熒光粉GdNbTiO6∶Eu3+，在614nm處的主要發(fā)射峰歸因于Eu3+的5D0→7F2躍遷，證實(shí)Eu3+離子位于沒有反演對(duì)稱性的位置。在273nm近紫外激發(fā)下，熒光粉GdNbTiO6∶ Dy3+在577nm處出現(xiàn)了明顯的黃綠色發(fā)射。隨著激活劑離子的濃度的增加，E

5、u3+/Dy3+的特征f-f躍遷產(chǎn)生的發(fā)射不斷增強(qiáng)，而基質(zhì)的發(fā)射強(qiáng)度變?nèi)跎踔敛辉诔霈F(xiàn)，并且基質(zhì)的發(fā)射譜與摻雜樣品中的Eu3+/Dy3+的f-f躍遷的激發(fā)光譜重疊，這表明從基質(zhì)到Eu3+/Dy3+之間具有能量轉(zhuǎn)移。新型熒光粉GdNbTiO6∶ xTb3+，GdNbTiO6∶ xBi3+以及Tb3+-Bi3+共摻熒光粉。采用X射線粉末衍射法分析和確定所有樣品均為單相;對(duì)所有樣品在真空紫外區(qū)域以及紫外區(qū)域的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜進(jìn)行測(cè)定，GdNb

6、TiO6∶ xTb3+和GdNbTiO6∶yBi3+兩組熒光粉都呈現(xiàn)出綠色發(fā)光，研究發(fā)現(xiàn)兩者的最佳濃度都為1 mol％。而在GdNbTiO6∶ Tb3+，Bi3+共摻雜體系中，Bi3+、Tb3+之間沒有發(fā)生有效的能量傳遞過程，其原因需要進(jìn)一步的研究解釋。
　　鈮酸鹽GdNbTiO6、 YNbTiO6和CaNb2O6熒光粉進(jìn)行了氮化處理，即進(jìn)行陰離子N-的摻雜，并對(duì)氮化和未氮化的所有樣品在紫外區(qū)域的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)氮