论文部分内容阅读
本论文主要以三价銪离子在具有非中心对称结构稀土多硼酸盐材料中的发光行为为研究对象,以扩展LED用红色荧光粉的开发为研究目的,开展了以下工作:1)利用高温固相法成功制备了多种无水稀土多硼酸盐,并探究了不同发光中心离子(如Eu3+、Tb3+、Tm3+或Dy3+等)掺入其中在的基本发光特性;2)通过不同发光中心离子的相互组合以获得近紫外激发的白色或颜色可调荧光粉;3)通过非发光离子掺杂调节基质局域结构,优化发光性能。主要研究成果如下:1.利用高温固相法成功制备得到Cd4Gd1-xEuxO(BO3)3(0≤x≤1)固溶体,并对该体系荧光性质进行了详细研究。在本工作中,发光中心Eu3+f-f跃迁吸收较强且峰强高于CT跃迁,以及较高的热淬灭温度证明该材料为优异的近紫外LED芯片激发红色发光材料。2.设计并成功制备了(Cd1-yCay)4Gd0.3Eu0.7O(BO3)3(0≤y≤1.0)固溶体,在该工作中主张通过调控晶体局域结构从而改善发光中心Eu3+荧光性质。利用Rietveld结构精修证明了Eu3+在三个不同掺杂格位之间的占位无序性。在Cd2+晶体学格位掺杂不同金属离子(Ca2+,Zn2+,Sr2+)均可改善Eu3+发光性质,且离子半径相差越大,荧光强度提高幅度越显著。原位高温荧光测试结果表明,在Cd2+晶体学格位掺杂不同金属离子(Ca2+,Zn2+,Sr2+)均可改善荧光粉对温度的敏感性,其中(Cd0.95Zn0.05)4Gd0.3Eu0.7O(BO3)3表现出极好的热稳定性。3.利用高温固相法成功制备得到Tb3+,Eu3+,Tm3+共掺YGa3(BO3)4三基色近紫外激发白色荧光粉。在Tb3+,Eu3+双掺样品中利用Tb3+的特征吸收(350 nm)敏化Eu3+发光,证实Tb3+→Eu3+之间存在能量传递。荧光颜色随Eu3+掺杂浓度增加变化如下:绿色→黄色→红色。最后通过Tb3+,Eu3+,Tm3+共掺得到了近紫外激发(365 nm)单一相白色发光材料。4.从工作3得到启发,通过Dy3+,Tm3+合掺YGa3(BO3)4基质得到近紫外激发单一相白色荧光粉,对比荧光粉在各自监测波长(573 nm,465 nm)得到的激发光谱证实Dy3+,Tm3+之间不存在能量传递。在365 nm激发下,材料荧光颜色随Tm3+掺杂浓度的增加逐渐从黄光径直覆盖到蓝光,其中完全覆盖冷暖白光区。