Eu3+摻雜的新型紅色熒光粉材料性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，白光LED因其無(wú)毒、高效、節(jié)能和壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)逐步取代了白熾燈，并成為了新一代照明能源，具有很大的市場(chǎng)前景。目前，產(chǎn)生白光的主要方法為熒光轉(zhuǎn)化法，其中綠色和藍(lán)色熒光粉的研究已經(jīng)能滿足市場(chǎng)的需求，而現(xiàn)有的紅色熒光粉由于其發(fā)光效率較低等問(wèn)題，有待實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步研究。而白光缺少紅光成分其顯色性會(huì)明顯降低，因此為了滿足市場(chǎng)的需求，發(fā)光效率高、化學(xué)穩(wěn)定性好、價(jià)格低廉的紅色熒光粉的研究受到了廣泛關(guān)注。
　　稀土元素Eu是一類常用的、能

2、發(fā)射純正的紅光的熒光激活劑，而摻入敏化劑Bi有利于提高發(fā)光效率。因此本文主要以氧化銪作為激活劑，氧化鉍作為敏化劑進(jìn)行了摻雜。
　　本文以CaCO3、Eu2O3、Bi2O3、（MgCO3）4·Mg(OH)2·5H2O， NH4H2PO4，Li2CO3等為主要原料，采用高溫固相法和水熱合成法等工藝制備了CaCO3:Eu3+，Bi3+和LiMgPO4:Eu3+，Bi3+的稀土發(fā)光材料。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射及熒光光譜對(duì)材料的形貌

3、、結(jié)構(gòu)、光譜特性進(jìn)行了以下研究：
　?。?）通過(guò)水熱合成法合成樣品CaCO3：Eu3+，Bi3+。原材料在150℃溫度下高壓釜內(nèi)水浴3個(gè)小時(shí)，再將產(chǎn)物放入到馬弗爐中640℃高溫下煅燒2個(gè)小時(shí)。研究發(fā)現(xiàn)，Eu3+和Bi3+共摻的碳酸鈣熒光粉在360nm近紫外光（Bi3+激發(fā)峰、非Eu3+激發(fā)峰）的激發(fā)下有Eu3+的特征發(fā)射峰，考慮到Eu3+的激發(fā)譜和Bi3+的發(fā)射譜之間存在重疊，該結(jié)果說(shuō)明Eu3+和Bi3+之間存在能量傳遞,從而提高

4、CaCO3在紅光波段的發(fā)光效率。其中，Eu3+的躍遷以磁偶極躍遷5D0-7F1為主，Eu3+在晶體場(chǎng)中占據(jù)嚴(yán)格的反演中心。隨著Eu3+含量的增加，Eu3+的發(fā)射峰相對(duì)光強(qiáng)先增大后減小，說(shuō)明過(guò)量的Eu3+會(huì)導(dǎo)致濃度淬滅。
　　（2）采用高溫固相法在650℃,800℃,950℃,1100℃,1200℃不同溫度下合成LiMgPO4:Eu3+，Bi3+熒光粉樣品，并研究了其發(fā)光性能。該樣品在393nm的激發(fā)下發(fā)射橙光，發(fā)射峰在590nm處

5、，說(shuō)明以5D0-7F1磁偶極躍遷為主；不同溫度下的PL譜及XRD結(jié)果顯示，初期溫度的升高有利于銪離子和鉍離子的摻雜，從而提高發(fā)光性能，但是溫度過(guò)高發(fā)光性能則會(huì)降低；實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)LiMgPO4：Bi3+的發(fā)射光譜和LiMgPO4:Eu3+的激發(fā)光譜部分重疊，所以Bi和Eu之間可能存在能量傳遞。隨著鉍離子濃度的增加，相對(duì)發(fā)光強(qiáng)度也是先增加后降低。
　　本論文通過(guò)對(duì)以上兩種材料的實(shí)驗(yàn)與分析，為新型紅色熒光粉的研究提供了重要的參考，同時(shí)這一研