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几种典型稀土氧化物荧光粉的制备及其紫外—真空紫外光致发光性能研究

李叶洲  
【摘要】:针对目前照明和信息显示器件用新型荧光粉的发展需要,本论文选取了几种典型的含氧酸盐作为基质材料,制备了以Eu2+、Tm3+、Ce3+、Tb3+、Dy3+等作为激活离子的一种典型磷酸盐、三种硅酸盐和一种锆酸盐荧光粉,并探讨了它们在白光LED以及PDP显示器领域的潜在应用。这一系列研究成果对于探索新型氧化物发光材料的发光性能、推动其在照明和显示器领域的应用具有重要的基础意义和实用价值。 第一,在具有典型磷钠钙石结构的β-NaCaPO4基质中掺入蓝光激活离子Tm3+,并通过对其UV-Vis吸收光谱、UV和VUV激发和发射光谱的研究,首次对β-NaCaPO4:Tm3+的UV-VUV发光性质进行了探讨,同时对各个光谱的峰位进行了归属。结果发现,β-NaCaPO4:Tm3+在UV和VUV激发下具有色纯度较好的蓝光发射,样品的热稳定性能明显优于商用蓝粉,是一种潜在的新型PDP用蓝色荧光粉。 第二,通过调节和控制起始原料中的Al/Si比例,成功制备得到了具有BaAl2O6衍生结构的Ba13Al22Si10O66的单相样品。首次在无还原气氛的制备条件下得到了具有Eu2+特征发光的Ba13Al22Si10O66:Eu2+白色发光材料,并发现其具有蓝白色余辉,该材料不仅可以作为白光LED用发光材料,而且是一种新型长余辉材料。另外Ba13Al22Si10O66:Ce3+和Ba13Al22Si10O66:Tb3+可以在UV激发下产生良好的发光。然而在VUV区域,Ba13Al22Si10O66:Eu2+,Ce3+,Tb3+的发光很弱,没有作为PDP发光材料的潜质。 第三,在硅酸盐基质Li4SrCa(Si04)2掺入了几种典型稀土离子:Eu2+、Tm3+、Ce3+、Dy3+,并首次探索了它们各自的UV-VUV发光性质。Li4SrCa(SiO4)2:Eu2+在UV激发下可以产生良好的蓝紫色发射,是一种有潜力的白光LED用蓝色发光材料;Li4SrCa(Si04)2:Tm3+在UV和VUV激发下都可以产生Tm3+的特征发射,表现为色纯度较好的蓝色发光,同时其VUV最强激发峰与Xe气体放电的激发波长匹配较好,具有作为PDP发光材料的潜力;Li4SrCa(Si04)2:Ce3+在UV和VUV激发下都可以呈现出Ce3+的5d-4f特征蓝色发射,但就色纯度而言,UV激发下的样品更适合被白光LED采用;Li4SrCa(Si04)2:Dy3+在UV和VUV下的发光都为Dy3+的特征f-f发射,其发光颜色偏黄,需要进一步改善。 第四,对稀土焦硅酸盐β-Y2Si2O7尝试单掺Ce3+、Tb3+以及共掺Ce3+和Tb3+,在研究了它们各自的UV-VUV发光性质的基础上,首次探索了两离子在VUV区域的能量传递过程,考察了共掺样品在PDP领域的潜在利用价值。 第五,对双钙钛矿结构的锆酸盐CaZrO3进行了Dy3+、Tm3+的单掺杂以及Dy3+、Tm3+的共掺杂,同时考察了共掺样品在UV区域内的Tm3+和Dy3+的能量传递过程,探索了其在白光LED领域的潜在应用。


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