论文部分内容阅读
硅酸盐具有较高的物理和化学稳定性,非常适合作为发光材料的基质。本文用溶胶-凝胶法和高温固相法制备了三种硅酸盐荧光粉：蓝色荧光粉Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+,、红色荧光粉Sr2SiO4:Eu3+和绿色荧光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:Eu2+,研究它们的荧光发射性质。主要研究内容如下：
⑴通过溶胶-凝胶法合成了Sr2SiO4:xCe3+,yMn2+(0≤x≤0.06,0≤y≤0.06)荧光粉,合成温度为900℃,远低于高温固相法制备同类硅酸盐材料所需温度。在254nm的紫外光激发下,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)样品发射光谱为峰值位于465 nm的不对称单峰宽带谱。随着Ce3+浓度的增大,Sr2SiO4:xCe3+(0≤x≤0.06)材料发射光谱峰值强度先增大后减小,在Ce3+浓度为0.04时,发射峰强度最大,即在Ce3+浓度大于0.04时出现了浓度淬灭效应。当掺杂Mn2+时,随着Mn2+掺杂浓度的增加,取代Sr2SiO4中的Sr2+使Sr2SiO4晶胞体积变小,从而晶场作用增强,激发态能级下降,最终导致峰值红移。并且Mn2+掺杂浓度的增加发光强度呈现减小趋势。在烧结时间的研究中,Sr2SiO4:xCe3+,xMn2+随着烧结时间的变长,所得样品的发光强度减弱。
⑵通过溶胶-凝胶法制备了红色荧光粉Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)。在306nm紫外光激发下,所有样品的发射光谱包括5个发射峰,峰值为576、585、611、618和650nm,分别对应于Eu3+的5D0→TF0、5D0→7F1、5D0→7F2、5D0→7F2和5D0→7F3辐射跃迁,其中以5D0→7F2跃迁产生的618 nm发射峰最强。随着Eu3+浓度的增大,Sr2SiO4:xEu3+(0.01≤x≤0.09)发射光谱最强峰值先增大后减小,在Eu3+浓度为0.07时,发射峰强度最大,而后随着Eu3+浓度的增大,发射峰强度减小,即在Eu3+浓度大于0.07时出现了浓度淬灭效应。溶胶-凝胶法烧结温度对Sr2SiO4:0.05Eu3+的发射光谱(激发波长306nm)的峰值(618nm)强度也有影响,在800℃～1300℃烧结温度范围内荧光粉的发光强度随着温度的升高而增强。烧结温度高使得荧光粉晶体成相变好,从而荧光粉的发光性能增强。
⑶Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)是一种适合于紫外-近紫外激发的绿色荧光粉Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)。在波长360nm的激发下,发射光谱最大峰值位于504nm。通过对色坐标的计算,得到所有样品的色坐标都在绿光区域。当Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2:xEu2+(0.02≤x≤0.1)中Eu2+掺杂浓度大于0.04时,由于浓度淬灭的因为发光强度减弱，并利用Dexter理论分析得到这种荧光粉的淬灭机理为四极矩-四极矩相互作用。