论文部分内容阅读
稀土离子激活的长余辉材料是一种新型节能环保材料,能够在吸收太阳光或灯光的能量后,将部分能量储存起来,然后缓慢地以可见光的形式释放出来。自从研究人员发现碱土铝酸盐型发光材料以来,铝酸盐基质长余辉材料迅速实现商业化生产。但铝酸盐体系耐水性差,化学稳定性差,对原料纯度要求高,制备成本高昂以及显色单一等诸多缺点使其应用受到了很大程度的局限,因此长期以来研究人员都在寻求开发新型的无机化合物体系来弥补铝酸盐的不足。针对目前长余辉材料普遍存在的缺陷,本文采用高温固相法合成了三种新颖的长余辉材料,并研究了其光致发光、余辉和热释光性能。在空气气氛中合成了Ba3-xP4O13:xEu2+黄色长余辉材料。通过XRD衍射分析发现Ba3P4O13晶体属于正交晶系：光致发光特性表明,样品的激发光谱是位于300-425nm范围内的连续宽谱,最强激发峰约为340nm；用340nm波长激发时得到的发射光谱是主峰位于545nm的不对称宽谱,属于Eu2+的4f65d1→4f75d0跃迁；余辉衰减特性表明样品的衰减近似符合双指数衰减曲线；热释光特性表明样品只在335K处附近有一个热释光峰,对应唯一的陷阱能级；测量了不同温度下样品发射光谱相对强度,根据热激活能估算样品的热稳定性。在氮气气氛中合成了Ca3-xSiO4Cl2:xEu2+(高温相)橙黄色长余辉材料。通过XRD衍射分析发现低温相的Ca3Si04Cl2晶体属于单斜晶系,但在卡片库中无法找到与制备样品的物相对应的标准卡片,推测其为相关文献曾经报道的高温相；光致发光特性表明,样品的激发光谱是位于300-450nm范围内的连续宽谱,最强激发峰位于370nm附近。在370nm波长的激发下可获得峰值555nm的橙黄光发射,发射光谱为非对称宽谱,归属于Eu2+的4f65d1→4f75d0跃迁；余辉衰减特性显示样品近似符合双指数衰减规律；样品有多个热释光峰,对应多个不同的陷阱能级。随着掺杂的Eu2+浓度的增加,热释光峰的强度逐渐增强。在氮气气氛中合成了Ca3-x-ySiO4Cl2:xEu2+,yDy3+(低温相)绿色长余辉材料。通过XRD衍射分析发现低温相的Ca3Si04Cl2晶体属于单斜晶系；光致发光特性表明,Dy3+没有成为发光中心,但是与Eu2+之间存在能量传递,可将激活能量传递给唯一的发光中心Eu2+；用365nm波长激发样品时得到一个发射峰值位于505nm的不对称宽谱带,属于Eu2+的4f65d1→4f75d0跃迁；余辉衰减特性显示样品近似符合双指数衰减；样品有多个热释光峰,对应多个不同的陷阱能级。当掺杂的Eu2+浓度一定,随着Dy3+浓度的增加,低温区热释光峰的强度逐渐增强。三种长余辉材料的制备可在空气或氮气的非还原气氛中实现,也即Eu3+在涉及的基质中可实现自发还原,这种稀土离子在某些特殊基质中的自发还原现象可以用电荷补偿机制的模型来解释。