稀土Dy摻雜鎢酸鹽熒光粉的制備及其發(fā)光特性的研究.pdf

1、鎢酸鹽作為一種自激基質(zhì)材料，鎢酸鹽的特殊結(jié)構(gòu)使其具有高濃度稀土離子摻雜的性能，采用鎢酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料正成為世界固體照明的研究熱點(diǎn)。在鎢酸鹽基質(zhì)中摻雜稀土離子，利用基質(zhì)發(fā)光傳遞能量給發(fā)光中心，從而提高熒光粉的發(fā)光性能。由于Dy3+離子經(jīng)紫外光激發(fā)后具有480 nm和575 nm附近的特征發(fā)射光，使得摻雜Dy3+離子的鎢酸鹽熒光粉成為本文的研究對(duì)象，通過改變摻雜比例，探究摻雜了Dy3+離子的鎢酸鹽熒光粉的發(fā)光特性。同時(shí)稀土Dy摻雜的鎢酸

2、鹽熒光粉經(jīng)X射線激發(fā)后也具備特征發(fā)光，研究材料發(fā)光性能和X射線輻照性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，希望利用一些發(fā)光材料性能調(diào)控手段來實(shí)現(xiàn)對(duì)X射線輻射劑量分布監(jiān)測(cè)性能的調(diào)控。
　　本文采用傳統(tǒng)高溫固相法合成了LaYWO6:Dy，YWO6::Dy,Bi，SrZnWO4:Dy熒光粉，并利用XRD、SEM對(duì)樣品進(jìn)行了物相與形貌分析，通過熒光分光計(jì)測(cè)量樣品的發(fā)光性能（紫外和X射線激發(fā)），以及樣品的熒光壽命測(cè)量，同時(shí)探索了大劑量的X射線處理后的紫外激發(fā)下

3、發(fā)光性能特性，并通過實(shí)驗(yàn)分析得出最佳濃度含量以及發(fā)光機(jī)制內(nèi)能量傳遞過程。
　　采用高溫固相法合成了一系列Dy摻雜的LaYWO6熒光粉:對(duì)它們的晶格結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能，La離子在發(fā)光特性中的作用以及在基質(zhì)內(nèi)部[WO4]2-基團(tuán)對(duì)Dy3+離子的能量傳遞進(jìn)行了研究。我們發(fā)現(xiàn)該樣品具有較強(qiáng)的 X射線發(fā)光和閃爍發(fā)光，高能射線激發(fā)促進(jìn)基質(zhì)對(duì)激活劑的能量傳輸過程。在X射線輻照處理后的樣品物相穩(wěn)定性良好，紫外激發(fā)光譜具有增強(qiáng)趨勢(shì)。在紫外激發(fā)下得到Dy

4、3+離子的特征發(fā)射峰：480 nm（藍(lán)光）和574 nm（黃光），該兩個(gè)特征發(fā)射光強(qiáng)與Dy3+離子摻雜濃度比例有著直接的關(guān)系，而過量的稀土摻雜離子濃度會(huì)使熒光粉出現(xiàn)濃度淬滅現(xiàn)象。此外得出在353 nm光激發(fā)下，La0.1Y1.88WO6:0.02 Dy3+樣品發(fā)出的光坐標(biāo)最接近標(biāo)準(zhǔn)白光坐標(biāo)（0.33,0.33）。
　　采用高溫固相法合成了一系列Dy和Bi共摻的YWO6熒光粉:固定Dy3+離子的最佳摻雜濃度為4 mol％，改變Bi3

5、+離子摻雜在樣品中的濃度，對(duì)樣品的晶格結(jié)構(gòu)，發(fā)光性能，Bi3+離子的最佳濃度以及Bi3+離子對(duì)Dy3+離子的能量傳遞進(jìn)行了研究。高能X射線激發(fā)下熒光粉具有較強(qiáng)的發(fā)光特性，X射線輻處理后的樣品物相穩(wěn)定性良好和紫外激發(fā)光譜有增強(qiáng)現(xiàn)象。紫外激發(fā)下樣品呈現(xiàn)Dy3+離子的兩個(gè)特征發(fā)射峰，摻雜少量Bi3+離子的樣品中引入深淺合適的陷阱，存在Bi3+-W-Dy3+離子間能量傳遞，而過量的Bi3+離子濃度會(huì)產(chǎn)生Bin3+聚集，產(chǎn)生深陷阱中心，結(jié)果反而影

6、響Dy3+離子特征發(fā)射峰強(qiáng)度，產(chǎn)生熒光衰減。Bi3+離子的最佳摻雜濃度為1 mol%。因此適量的Bi3+離子摻雜有助于提高樣品發(fā)光效率。
　　采用高溫固相法合成了一系列Dy摻雜的SrZnWO4熒光粉:實(shí)驗(yàn)得出合成樣品的最佳焙燒溫度為1050℃，隨著焙燒溫度的逐漸增加，XRD衍射峰向左移，晶胞體積變大。另外隨著Sr摻雜的濃度的增加，XRD圖譜出現(xiàn)SrWO4和 ZnWO4晶相共存體，Dy離子的摻雜使樣品晶胞體積變大。少量共摻Sr對(duì)熒光

7、光強(qiáng)有增強(qiáng)的作用，但多量的Sr對(duì)熒光光強(qiáng)卻是減弱作用。隨著Dy摻雜濃度的增加，發(fā)現(xiàn)樣品熒光光強(qiáng)呈現(xiàn)減弱現(xiàn)象，過多的Dy離子濃度產(chǎn)生熒光淬滅現(xiàn)象，兩個(gè)特征發(fā)射光強(qiáng)比與Dy3+離子摻雜濃度比例有著直接的關(guān)系。Dy離子在X射線輻照處理后的樣品晶格物相穩(wěn)定性良好和紫外激發(fā)光譜有增強(qiáng)趨勢(shì)。
　　本文中合成了LaYWO6:Dy，YWO6::Dy,Bi，SrZnWO4:Dy熒光粉，能有效被紫外線激發(fā)出黃光，探究了熒光粉內(nèi)能量傳遞的過程以及通過離