【摘 要】
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近年来,白光发光二极管（WLED）以其发光效率高、寿命长、高亮度、制备成本低廉等优势已成为一种重要的光源。作为WLED荧光粉中的激活剂,稀土离子起着重要的作用,基于f→f和f→d跃迁,他们有着各种颜色的发射。Tb3+离子作为常见的绿光激活剂,位于544 nm处的5D4→7F5跃迁导致了主要的绿光发射。然而,由于4f→4f禁戒跃迁的存在,将导致其吸收效率降低使得发光强度有所降低,为了提高Tb3+离子
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近年来,白光发光二极管（WLED）以其发光效率高、寿命长、高亮度、制备成本低廉等优势已成为一种重要的光源。作为WLED荧光粉中的激活剂,稀土离子起着重要的作用,基于f→f和f→d跃迁,他们有着各种颜色的发射。Tb3+离子作为常见的绿光激活剂,位于544 nm处的5D4→7F5跃迁导致了主要的绿光发射。然而,由于4f→4f禁戒跃迁的存在,将导致其吸收效率降低使得发光强度有所降低,为了提高Tb3+离子的吸收,我们可以通过能量传递的方式共掺杂其他元素作为敏化剂来提高其吸收效率,从而改善发光强度。本文通过高温固相法制备了两种不同的多晶六方碱土铝酸盐掺杂稀土离子的荧光粉,分别以Ba Zn1.06Al9.94O17（下文简称BZAO）和Sr Mg1.06Al9.94O17（下文简称SMAO）为基质,单掺了Tb3+、Eu3+或共掺杂了Tb3+和Bi3+及Tb3+和Ce3+。通过测量X射线衍射图谱、荧光光谱、变温光谱及荧光寿命对所制备样品中稀土离子间的能量传递、发光性质及结构进行了研究,结论如下:（1）BZAO掺杂Tb3+离子的荧光粉以228 nm为中心的激发带,属于Tb3+离子的4f 8→4f 75d1跃迁,且5D4→7F5跃迁在544 nm处发出绿光。而当Bi3+与Tb3+共掺杂时,由于Bi3+离子的1S0→3P1跃迁,激发光谱中激发峰由原来的228 nm红移至265 nm,并且由于Bi3+离子向Tb3+的能量传递,样品544 nm处的发射强度提高了约10倍。此外,与Bi3+离子共掺杂的BZAO:Tb3+荧光粉的色坐标为（0.2396,0.5063）。并在300到500 K的范围内分析了样品的变温光谱,544 nm处的发射强度的对数值与温度呈良好的线性关系。（2）除了共掺Bi3+离子作为敏化剂外,还在BZAO:Tb3+中掺杂了Ce3+离子。共掺Ce3+离子后样品的X射线衍射图与BZAO:Tb3+相比没有明显变化。激发光谱中与共掺Bi3+离子时情况相同的是激发峰都出现明显红移,在240 nm-320 nm范围内出现的较宽的激发带,归因于Ce3+离子4f→5d跃迁引起的,而在发射光谱中只出现了Tb3+离子的特征发射,且由于Ce3+向Tb3+的能量传递发射强度提高了约15倍。（3）在Tb3+和Ce3+共掺于SMAO基质中,其激发光谱中在269 nm处出现了Ce3+离子4f→5d跃迁产生的激发峰。共掺Ce3+离子后发射光谱中Tb3+离子544 nm处的发射强度提高了约27倍,这种现象说明Ce3+离子作为敏化剂向Tb3+离子传递了能量。（4）在331 nm的激发条件下,BZAO掺杂Eu离子后的发射光谱中出现了Eu2+离子以444 nm为中心的5d→4f跃迁产生的发射带,同时在612 nm处还出现了Eu3+离子5D0→7F2跃迁产生的发射峰。探讨了Eu2+离子在空气气氛中的异常还原现象以及Eu2+和Eu3+的共存现象。
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