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SrAl_2O_4:Tb、Ce发光材料的合成

傅茂媛  
【摘要】: 材料是人类文明的里程碑,是人类赖以生存和得以发展的重要物质基础。正是材料的使用、发现和发明使人类在与自然界的斗争中,走出混沌蒙昧的时代。现在把信息技术、生物技术和新型材料作为新技术革命即将来临的重要标志。发光材料作为一种新型材料越来越受到重视,随着研究的深入,基于发光材料的相关研究,制造和应用也逐渐兴起。稀土元素的引入使得发光材料的各项指标都显著提高,相对于传统发光材料来说犹如一场革命,因此,稀土发光材料越来越成为人们研究的焦点。 我们选用原料丰富、价格相对便宜的铈、铽分别作为激活剂,分别研究它们在铝酸锶基质中的发光性和发光机理,并对铽在铝酸锶基质中的余辉机理进行了探讨。研究中发现了铈在铝酸锶基质中发光,这对开辟更便宜的新型发光材料具有突破性进展。 在铽激活的铝酸锶研究中,就改变铽的含量、合成温度、还原气氛等进行大量的实验,确定了铽最佳掺入量和最佳合成温度,合成了优质铽激活发绿色光的磷光体。讨论了各个合成条件对其发光性的影响,指出了合成物的基质与发光性的关系。研究结果表明:在铝酸锶铽发光体中,在1250℃到1550℃温度范围内都可以合成SrAl_2O_4:Tb~(3+)磷光体。合成发光体亮度随合成温度的降低而逐渐降低,余辉时间逐渐缩短;当合成物具有较好的结晶度时,合成的发光粉不仅发光亮度高而且余辉时间长;Tb~(3+)离子在SrAl_2O_4基质晶格中的发光主要来自于~5D_4→~7F_j(j=6,5,……0)的跃迁;其余辉是因为不断有被陷阱所俘获的电子释放出来与发光中心复合。 在铈激活的铝酸锶基质中,我们给出了发光体的X射线衍射图和SEM图,并讨论了铈的浓度对合成物发光性的影响。研究结果表明:当Ce~(3+)的浓度适当时,合成物发绿色光效果很好;合成物发射光谱为带状发射峰,这是Ce~(3+)的低能带向其两个基态~2F_(5/2)和~2F_(7/2)跃迁发射的结果。


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