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白光发光二极管(light emitting diode,简称LED)由于具有发光效率高、使用寿命长、污染小等优点,符合现代节能、环保的绿色光源新理念,从而在科学研究和实际应用方面均具有十分广阔的应用前景。针对现有白光用红色荧光粉发光效率低这一问题,本工作利用传统高温固相法和新型溶胶-凝胶法,以钼酸锶为基质材料,掺杂稀土Eu3+离子制备了一系列可被近紫外光或蓝光有效激发的红色荧光粉AxSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0～0.5),并利用TG-DSC、FTIR、XRD、SEM和激发-发射光谱等手段分析了不同离子掺杂量对样品的晶体结构和发光性能的影响。结果表明,经适当的热处理过程后,不同掺杂含量的AxSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0～0.5)均具有典型的四方晶系的白钨矿(Scheelite)结构,空间群为I41／a(88),说明掺杂的Eu3+离子均有效进入了SrMoO4晶格中,当x=0.5时,此时基体中的Sr2+离子完全被Li-Eu组合离子取代,样品组分为LiEu(MoO4)2。同时研究发现,除掺杂离子含量外,荧光粉的颗粒形貌和颗粒尺寸还主要焙烧温度和保温时间的影响,随着焙烧温度升高及保温时间的延长,荧光粉的有重结晶现象出现,这一过程对LixSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0.25)荧光粉体的荧光性能有较大影响。
利用溶胶-凝胶法制备出的LixSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0～0.5)荧光粉与用固相法制备的荧光粉相比,利用溶胶-凝胶法制备LixSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0～0.5)荧光粉也存在主晶相的转变、激发光谱电荷迁移带右移和发射光谱强度随x值增加而成“M”型变化,但其平均晶格畸变率则明显低于利用固相法制备的荧光粉。与此同时,利用固相法制备的荧光粉体,其平均晶粒尺寸和荧光性能变化趋势也与固相法制备的粉体有较大不同,随掺杂离子浓度增大而呈现出单调的变化趋势,因而利用溶胶-凝胶法制备的IixSr1-2x(MoO4):Eu3+x(x=0～0.5)荧光粉比固相法制备的荧光粉拥有更加稳定的色度坐标分布。
首次采用溶胶-凝胶法制备了纳米Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25荧光纤维。前驱体纤维经400℃焙烧后即可获得Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25纯相,此时组成Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25荧光纤维晶粒尺寸约为100 nm。当煅烧温度低于600℃时,荧光纤维具有良好的纤维形貌,但继续升高温度纤维形貌则会受到破坏。与Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25荧光粉体相比,Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25荧光纤维激发光谱中Eu3+离子的7F0→5L6、7F0→5D0和7F1→5D1能级跃迁的强度小于电荷迁移带的强度。当激发波长为396 nm时,Li0.25Sr0.5(MoO4):Eu3+0.25荧光纤维可发出波长为614 nm的红光,因而可考虑用作紫外防伪荧光纤维。