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《北京交通大学》 2008年
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M_2SiO_4:RE(M=Mg,Sr,Ba,RE=Tm~(3+),Tb~(3+))真空紫外光谱特性的研究

卢鹏志  
【摘要】: PDP用的荧光粉引起了越来越多学者的重视,晶体中掺杂稀土离子的相关研究已成为人们研究的热点。由于硅酸盐基质具有较高的化学稳定性和较好的结晶性,是一类性能优良基质材料。本文采用高温固相法研究制备了稀土离子掺杂的M_2SiO_4碱土金属系列硅酸盐荧光粉,并对其结构特性及发光性能进行了研究。 M_2SiO_4:RE(M=Mg,Sr,Ba,RE=Tm~(3+),Tb~(3+))的X射线粉末衍射数据与JCPDS标准卡片(87-0061,39-1256,26-1403)符合得很好。稀土激活离子的掺入没有引起基质结构的明显变化,表明我们合成的材料是碱土金属正硅酸盐,属于M_2SiO_4型化合物,属于正交型晶系。 监测457nm时,M_2SiO_4(M=Mg,Sr,Ba):Tm~(3+)的真空紫外激发谱中,存在两个位于170nm,190nm附近的激发峰和一个位于211nm-300nm附近的激发带。前者主要是硅酸盐基质的吸收,并且按照离子半径Mg~(2+)<Sr~(2+)<Ba~(2+)的顺序,硅酸盐基质的吸收随着离子半径的增加向短波方向移动;后者是由于Tm~(3+)与近邻的O~(2-)发生电荷迁移而产生的,随着离子半径的增加逐渐减弱。在161nm真空紫外激发下的主要发射峰分别位于357nm,459nm,478nm附近,分别对应于Tm~(3+)的~1D_2→~3H_6、~1D_2→~3H_4、~1G_4→~3H_6能级的跃迁,并且随着碱土离子的不同,相对应~1D_2→~3H_6、~1D_2→~3H_4、~1G_4→~3H_6能级的跃迁发射峰的强度也发生变化。 监测545nm时,Ba_2SiO_4:Tb~(3+)的真空紫外激发光谱包括两个宽的谱带,峰值分别位于186nm和238nm。前者属于基质晶体的吸收,而后者则是Tb~(3+)-O~(2-)之间的电荷转移态。在161nm真空紫外光激发下,Tb~(3+)离子的发射峰主要位于486 nm,545nm,589 nm和623 nm,分别对应于~5D_4→~7F_J(J=6,5,4,3),其中以~5D_4→~7F_5(545nm)绿光发射为最强。 从Ba_(2-x)Sr_xSiO_4:Tb~(3+)XRD衍射谱中可以看出,当X=0时,Ba_2SiO_4的XRD衍射谱与JCPDS卡片26-1403符合的较好,随着Sr~(2+)掺杂比例的增加,Ba_2SiO_4的衍射峰逐渐减弱,Sr_2SiO_4的衍射峰逐渐增强。 监测545nm时,Ba_(2-x)Sr_xSiO_4:Tb~(3+)真空紫外激发光谱,位于186nm和238nm附近的吸收峰强度随着x的增大减弱,基质吸收能向低能方向移动。样品Ba_(2-x)Sr_xSiO_4:Tb~(3+)在161 nm激发下的发射光谱主要由峰值位于491nm,545nm,589nm,624nm的四个峰组成,分别对应Tb~(3+)的~5D_4-~7F_J(J=6,5,4,3)跃迁发射,545 nm的发射最强。激活离子相同基质不同,发射的强度也不同,但并未随着Ba/Sr的比率的增加发生规律性变化,Ba_(0.4)Sr_(1.6)SiO_4:Tb~(3+)的发光强度最大。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:O561.3;O433

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