長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的燃燒法制備及其發(fā)光性質(zhì)研究.pdf

1、長(zhǎng)余輝發(fā)光是指當(dāng)激發(fā)光源切斷后仍能持續(xù)發(fā)光的現(xiàn)象。自20世紀(jì)初長(zhǎng)余輝發(fā)光現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，長(zhǎng)余輝發(fā)光材料取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，它的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，可涵蓋工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們生活的許多方面。近年來(lái)，人們開(kāi)始探索將長(zhǎng)余輝發(fā)光材料應(yīng)用于儲(chǔ)能顯示、太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換、光電子信息、生命科學(xué)和宇宙航空等領(lǐng)域。因而長(zhǎng)余輝發(fā)光材料有著廣闊的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)前景，對(duì)未來(lái)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有一定的影響，但目前人們對(duì)該體系材料發(fā)光機(jī)理等一些重要問(wèn)題的研究上仍處于探索之中，所以對(duì)它

2、的進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際意義。 本文首先綜述長(zhǎng)余輝材料的研究現(xiàn)狀、制備方法、發(fā)光機(jī)理以及余輝機(jī)理模型，并在此基礎(chǔ)上提出研究思路和方向，確定研究的內(nèi)容和目的。采用非常有應(yīng)用前景的燃燒法制備不同顏色的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，論文主要工作分為三部分： (1)利用燃燒法制備綠色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料SrAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>，Dy<'3+>，探討點(diǎn)火溫度、尿素用量及不同助熔劑對(duì)該材料結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響，同時(shí)，對(duì)

3、激活劑離子Eu、共激活劑Dy／Eu。濃度比值和不同共激活劑對(duì)該材料發(fā)光性能的影響作系統(tǒng)深入的研究。 (2)利用燃燒法制備CaAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>,Nd<'3+>藍(lán)色長(zhǎng)余輝材料，探討(1)中所述因素對(duì)CaAl<,2>O<,4>長(zhǎng)余輝材料發(fā)光性能的影響。 通過(guò)Ｘ射線衍射、發(fā)光光譜及余輝衰減曲線分析得出SrAl<,2>O<,4>：Eu<'2+>，Dy<'3+>和CaAl<,2>O<,4>Eu<'2+>Nd<'

4、3+>材料的最佳制備條件。綜合對(duì)材料的實(shí)驗(yàn)研究和表征分析，探討助熔劑的助熔機(jī)理、稀土離子的作用機(jī)制及可能的余輝機(jī)理。認(rèn)為：助熔劑中的B<'3+>、P<'5+>離子極有可能進(jìn)入基質(zhì)晶格，在制備過(guò)程中起到穩(wěn)定純相，促使Eu<'3+>轉(zhuǎn)變?yōu)镋u<'2+>并穩(wěn)定Eu<'2+>的作用，并且使得材料中的陷阱密度增加和陷阱深度加深：共摻雜稀土離子是否能夠改善材料的余輝性能，并不是由稀土離子或基質(zhì)晶格單方面決定，而由它們共同決定；利用Abanti Na

5、g提出的余輝機(jī)理模型解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 (3)利用燃燒法成功制備紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，并探討不同Si原料、點(diǎn)火溫度、尿素用量、助熔劑H<,3>8O<,3>用量以及共激活劑Dy、Eu對(duì)產(chǎn)物發(fā)光性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：制備得到Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy和MgSiO<,3>：Mn，Dy紅色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料，其晶體結(jié)構(gòu)都為單斜晶糸；Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy和MgSiO<,3>：Mn，Dy的發(fā)射光譜峰值均位于紅光范圍

6、，Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy的發(fā)光性能略好；點(diǎn)火溫度、尿素用量和助熔劑三因素對(duì)Mg<,2>SiO<,4>：Mn，Dy材料發(fā)光性能的影響不大；引入Eu離子作為第二種共激活劑，材料的余輝性能略有提高。與綠色和藍(lán)色長(zhǎng)余輝發(fā)光材料相比較，其余輝性能較差，有待提高。 通過(guò)上述大量實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)分析，對(duì)材料余輝機(jī)理、助熔劑的助熔機(jī)理以及稀土離子的作用機(jī)制的了解更加深入，掌握提高長(zhǎng)余輝材料發(fā)光性能的方法，并發(fā)現(xiàn)余輝性能得以提高的因素，