【摘 要】
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无机固体发光材料因其独特的性质被广泛应用于照明、信息显示以及生物医学等许多领域,与人们的生活息息相关。其中,稀土发光材料因其特殊的电子层结构,具有发射线清晰、发射通道丰富、色纯度高、合成方便、化学稳定性好等优点,被广泛应用于日常生活中各个领域。因此,开发新型、高效、稳定性好的稀土离子掺杂发光材料具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法、静电纺丝法制备了一系列新型稀土掺杂的钛酸盐(La4Ti3O12)、氟
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无机固体发光材料因其独特的性质被广泛应用于照明、信息显示以及生物医学等许多领域,与人们的生活息息相关。其中,稀土发光材料因其特殊的电子层结构,具有发射线清晰、发射通道丰富、色纯度高、合成方便、化学稳定性好等优点,被广泛应用于日常生活中各个领域。因此,开发新型、高效、稳定性好的稀土离子掺杂发光材料具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法、静电纺丝法制备了一系列新型稀土掺杂的钛酸盐(La4Ti3O12)、氟铝酸盐（Sr3AlO4F）、钨酸盐(La10W22O81)发光材料,并对材料的物相结构、形貌特征、元素组成、发光性能及发光机理进行了详细研究。主要内容如下:以柠檬酸为络合剂,乙醇为溶剂,采用Pechini溶胶-凝胶法制备了一系列新型钙钛矿型下转换La4Ti3O12:Ln3+（Ln=Dy,Eu,Sm,Tb）和上转换La4Ti3O12:Yb3+/Ln3+（Ln=Er,Ho,Tm）稀土发光材料,探究了掺杂浓度、煅烧条件对晶体结构和发光性能的影响。在紫外光激发下,下转换荧光粉分别显示暖白色、橙红色、橙色和绿色特征发射,表明La4Ti3O12是优良的发光材料基质。将合成的下转换荧光粉与紫外芯片复合制造出相应的发光二极管（LED）器件,所制备的LED器件为多种颜色发射,表明荧光粉在LED和光电器件中有潜在的应用价值。在近红外光（980 nm）的激发下,上转换荧光粉分别显示绿色、黄绿色和蓝色特征发射,实现了优异的上转换发光。这项工作对于钙钛矿型稀土发光材料的制备和研究具有重要的意义。通过静电纺丝法首次合成了形貌均一、分散性好的Sr3AlO4F:Eu3+纤维材料。研究了前驱体的形貌尺寸、掺杂浓度、煅烧条件对样品发光性能的影响。此外,为了提高材料的发光性能,还进行了Sr3AlO4F:Eu3+与一价碱金属阳离子M+（M=Li,Na,K,Cs）的共掺杂研究。通过掺杂电荷补偿剂Li+,保持了电荷平衡,有效提高了Sr3AlO4F:Eu3+的发光性能。通过对比不同温度下样品的发光性能,发现所制备的Sr3AlO4F:Eu3+/Li+红光发光材料不仅发光强度高,而且具有很好的热稳定性。此外,该稀土发光材料与紫外LED芯片相结合制成的LED器件可发射出明亮的红光,表明荧光粉在光电器件领域具有应用潜力。采用Pechini溶胶-凝胶法合成了一系列La10W22O81:Ln3+（Ln=Dy,Sm,Tb,Eu,Dy/Eu,Tb/Eu）稀土发光材料。研究了掺杂浓度,煅烧温度对样品结晶和发光性能的影响。在紫外激发下,稀土离子Dy3+、Sm3+和Tb3+掺杂荧光粉分别发射冷白色、橙色和绿色多种颜色的光。对Dy3+/Eu3+和Tb3+/Eu3+进行共掺杂,改变Eu3+离子浓度和激发波长,可以实现包括白光在内的多色可调发射。表明本文制备的La10W22O81:Ln3+荧光粉有望应用于光电器件领域,而La10W22O81:Dy3+/Eu3+和La10W22O81:Tb3+/Eu3+单一基质白光发光材料在WLED领域具有一定的应用前景。
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