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固态烧结法制备的Pr~(3+)掺杂12CaO·7Al_2O_3粉体发光性质研究

李金鑫  
【摘要】:本文通过固态烧结法制备了Pr3+掺杂12CaO·7Al2O3 (C12A7:Pr3+)样品,通过X射线衍射(XRD)对样品进行了物相分析,样品的发光性质通过激发光谱和发射光谱等测试手段进行了研究。 对不同Pr3+掺杂浓度的C12A7:Pr3+样品,XRD结果表明均为笼状结构的单相C12A7粉末,同时,Pr3+可能掺入到晶格中的Ca2+格位。激发光谱测试发现,C12A7:Pr3+样品的激发谱带主要位于446 nm,472 nm和487 nm附近,源于Pr3+的3H4→3P2,3H4→3P1和3H4→3P0的跃迁。发射谱测试发现,在450 nm激发下,不同Pr3+离子掺杂浓度的C12A7:Pr3+样品在592 nm、600 nm、612 nm、623 nm和652 nm处都能观察到光发射,主要来源于Pr3+的3P0→3H6和1D2→3H4以及3P0→3F2跃迁。通过分析浓度猝灭曲线发现,位于600 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而增强,而位于612 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而减弱,位于623 nm附近的发射带在0.5at%-2.0at%Pr3+范围内随掺杂浓度的增加而增加并在1.0at%Pr3+时达到饱和。本文的研究表明,C12A7是一种适宜于Pr3+离子掺杂的理想基质材料,其强的红光发射表明,C12A7:Pr3+可用于照明设备以及显示设备等领域。


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