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SrIn_2O_4:Eu~(3+)中掺杂Gd~(3+)或Sm~(3+)发光性质的研究

王海龙  
【摘要】: 近年来,白光LED由于即将应用于普通照明而受到较大关注,获取白光的传统办法是用GaInN蓝光LED芯片激发黄色荧光粉YAG:Ce3+.然而,由于红色组分的缺乏,以这种途径获取的白光LED显色指数偏低,无法达到实用要求.最近,稀土元素掺杂的MIn2O4(M为碱金属)得到广泛研究.铟与硼、铝和镓同属于元素周期表ⅢA族,具有相似的化学性质.不同的研究小组最近的报告显示,以铟的氧化物为基础的SrIn2O4对稀土离子而言是一种很有价值的基质.半导体SrIn2O4可以分别作为Pr3+,Tb3+和Eu3+的主晶格,从而制备出红色或绿色荧光粉.对于无机发光系统,电子的能量传递或弛豫起了很大作用.重要的是要了解三价稀土离子如Gd3+,Sm3+,Eu3+的动力学特性,以研究紫外或近紫外灯激发下的发光材料的发展. 采用高温固相法制备了荧光粉—SrIn2O4:Eu3+,Gd3+/Sm3+,并利用激发光谱和发射光谱对其性质进行了研究.样品SrIn2O4:Eu3+,Gd3+的激发光谱有一个宽激发谱带,最大值位于347 nm.在397 nm位置有一个较强的峰,这是由于基质吸收和Eu3+离子的f-f跃迁.由于基质SrIn2O4的发射谱带与Eu3+的激发谱带有重叠,存在SrIn2O4→Eu3+能量传递的可能性,而Gd3+掺杂到样品中后,形成了固溶体基质,降低了Eu3+周围环境的对称性,有效地促进了这一过程,间接引起Eu3+激发强度的提高. SrIn2O4:Eu3+中引入Sm3+后,在312 nm附近出现了宽的激发谱带,410 nm处也有较强的峰,分别为O2→Sm3+的电荷迁移吸收作用及Sm3+离子6H5/2→4K11/2跃迁的结果.随着Sm3+浓度的提高,光谱强度随之提高,并最终在Sm3+浓度为1%时达到最大值.掺杂Sm3+后,312 nm激发下的发射光谱中,592 nm处Sm3+的4G7/2→6H7/2跃迁与Eu3+的5D0→7F1跃迁发生重叠;615 nm处Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁与Eu3+的5D0→7F2跃迁发生重叠.随着Gd3+或Sm3+引入到SrIn2O4:Eu3+中,Eu3+离子的f-f跃迁激发峰都得到增强,最终导致SrIn2O4:Eu3+发射强度的提高.


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