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《上海师范大学》 2005年
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SrZnO_2及其掺杂的长波紫外激发荧光体的合成及发光性能研究

许晓琳  
【摘要】:本文采用高温固相法合成了SrZnO_2及其金属离子掺杂的发光材料,应用XRD、差热-热重分析、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、扫描电镜等测试手段对材料进行了表征,初步探讨了SrZnO_2基质材料的发光机理。研究了不同金属离子(Eu~(3+),Tb~(3+),Bi~(3+)作为激活剂,Li~+,Na~+,K~+作为共激活剂)掺杂材料的发光性能、格位取代、能量传递、浓度猝灭及其相互关系,通过研究从中筛选出几种性能较好的长波紫外激发荧光材料,并考察了掺杂离子在SrZnO_2基质中的发光性能,得到了以下主要结论: 采用高温固相法合成SrZnO_2 基质材料,900℃开始出现SrZnO_2 晶相,955℃发生明显相变,1000℃以上可以得到晶化程度好的SrZnO_2荧光体,产物同时还含有微量的ZnO。在380 nm 紫外光激发下,杂质ZnO 的一价氧空位电子和价带光生空穴复合产生主峰位于520 nm 左右的绿光发射。SrZnO_2能有效吸收紫外光,为材料的发光提供了前提条件。制备工艺条件对SrZnO_2发光材料的发光性能有很大影响,最佳合成条件为:在N_2气氛下煅烧温度为1000℃,反应时间为1h,退火方式为骤冷得到的样品发光强度最高。所制备的SrZnO_2荧光体有很好的发光强度,激发与发射光谱主峰位于380 和520 nm,可望作为长波紫外激发绿色荧光体。 SrZnO_2:Tb~(3+)的激发峰位于230~300 nm 之间,包含两个很强的吸收峰,250 和262nm,来源于Tb~(3+)离子4f8→4f75d 的跃迁。它的发射光谱为典型的Tb~(3+)离子特征发射,分别归属于Tb~(3+)离子D3和D4 激发态能级到Fj (j = 3-6)的跃迁,以543 nm 绿光发射 5 5 7为最强。不同激发波长激发SrZnO_2: Tb~(3+) 得到的发射光谱基本相同,表明Tb~(3+)离子进入SrZnO_2基质后可能占据一种阳离子格位,形成一个发光中心。 SrZnO_2:Eu~(3+)荧光体的激发光谱在270~350 nm之间出现一个宽而强的激发带,归属于O_2-→Eu~(3+)之间的电荷迁移带(CTB),其最大峰值位于301 nm处。350 nm以后的激发峰对应于Eu~(3+)的f-f 跃迁吸收峰,其最强锐线峰位于396 nm,对应于Eu~(3+)的基态到5L6激发态的跃迁吸收。它的发射光谱为典型的Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=0~4)跃迁发射,612 nm发射主峰来源于5D0→7F2的跃迁。SrZnO_2具有特殊的二维层状结构,Eu~(3+)离子主要占据SrZnO_2中的Sr~(2+)阳离子格位,因此Eu~(3+)离子之间的能量传递基本上被限制在二维平面中。根据渗透模型计算了Eu~(3+)离子的理论猝灭浓度为28.6%,和实验值(27%)吻合的较好,证明了Eu~(3+)离子间的能量传递只局限于临近格位,而浓度猝灭的产生是由于Eu~(3+)离子将激活能传递给晶格缺陷形成的猝灭中心。
【学位授予单位】:上海师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:O614

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
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9 仇满德;姚子华;刘元红;翟永清;徐密娟;;微波场作用下Gd_2O_2S:Tb绿色荧光粉的快速合成及其发光特性[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
10 曹晖;杜海燕;孙家跃;;吲哚啉螺吡喃类光致变色化合物的合成及性质[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(1)[C];2007年
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1 侯智尧;几种稀土含氧酸盐发光材料的静电纺丝法制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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5 卫秀成;核壳结构纳米功能复合材料的制备、结构及性能研究[D];兰州大学;2010年
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7 高惠民;云母颜料制备及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
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10 刘宁;表面修饰对稀土掺杂纳米发光材料发光性质影响的研究[D];吉林大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李艳冰;二元稀土氟化物的控制合成及光学性能研究[D];安徽工程大学;2010年
2 王亮;新型邻菲罗琳衍生物及稀土配合物的合成及性质研究[D];山东科技大学;2010年
3 谭鑫鑫;稀土离子掺杂纳米晶ZrO_2-Al_2O_3复合粉体的制备及发光性质的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
4 赵路遥;用于白光LED的铝酸锶荧光粉的研究[D];长春理工大学;2010年
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9 杨柳;全彩色蓄光材料的制备及发光性能研究[D];中国海洋大学;2010年
10 刘强;纳米LaPO_4:Eu~(3+)制备及发光性能研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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【二级引证文献】
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1 宋晓晓;白光LED用硅酸盐荧光粉的合成与性能研究[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
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7 孔霜霜;赵雷;李远兵;李亚伟;李淑静;;含聚硅氧烷的咔唑衍生物发光材料的合成及其性能研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
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10 石士考;刘行仁;;硫酸盐溶液制备掺铈(Ⅲ)钇铝石榴石材料的方法及其性能研究[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
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7 罗平宏;路明发光材料市场前景看好[N];中华建筑报;2001年
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5 马谦;钛铌酸盐微纳米发光材料的制备与表征[D];山东大学;2011年
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2 王兰兰;铝酸盐基发光材料的合成及发光性能研究[D];青岛科技大学;2011年
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4 罗皓菡;铝酸盐长余辉发光材料SrAl_2O_4: Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与表征[D];中国地质大学(北京);2006年
5 康宏格;Sr_2CeO_4、Sr_2CeO_4:Ln(Ln=Eu,Sm,Er,Ho,Tm)和Sr_2CeO_4:Eu,Gd的微波法合成与荧光性质研究[D];河北师范大学;2006年
6 高晓明;固相法合成铕离子激活的铝酸锶发光材料研究[D];成都理工大学;2004年
7 韩燕;纳米钒基稀土发光材料的制备及其发光性能的研究[D];辽宁师范大学;2004年
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