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两种紫外—近紫外LED用氧化物荧光粉的合成及性能研究

王临水  
【摘要】: 在硼硅酸盐(Sr3B2SiO8)、硼磷酸盐(KSrBP2O8)和硅铝酸盐(SrAl2Si2O8)中,由于[Si04]4-、[PO4]4-/[PO3]2-和[AlO4]4-四面体的存在使得含有四面体的化合物具有很好的化学稳定性,适合作为发光基质(host)材料进行系统的研究。稀土(rare earth, RE)元素具有丰富的能级结构和激发方式,很适合作为发光中心离子。本文以稀土元素掺杂Sr3B2SiO8、KSrBP2O8和SrAl2Si2O8为研究对象,考察其在紫外(UV)区域的发光特性。 首先利用高温固相法制备了Sr3B2SiO8:RE3+(RE=Eu3+,Dy3+,Ce3+,Tb3+)、KSrBP2O8:RE(R-=Eu2+,Eu3+,Dy3+,Ce3+,Tb3+)和SrAl2Si2O8:Eu2+,通过对其紫外发光性质的研究,考察了不同稀土掺杂离子在Sr3B2SiO8和KSrBP2O8两种基质中的发光现象及SrAl2Si2O8:Eu2+的自还原现象,结果表明: (1)通过对Sr3B2SiO8:RE3+(RE=Eu3+,Dy3+,Ce3+,Tb3+)紫外激发与发射光谱的测试与分析,发现Sr3B2SiO8:0.045Eu3+在393 nm处有强的吸收,且在此激发波长下有很好的红光发射(NTSC:x=0.65,y=0.35);Sr3B2SiO8:0.02Dy3+的发射光谱是主峰位于485 nm,575nm和666 nm的多峰宽谱,在575 nm监测时所得的激发光谱为290-473 nm的系列吸收峰,说明Sr3B2SiO8:Dy3+不仅可以被370-410nm波段的紫外和近紫外光激发,还可以被蓝光有效激发,均有很强的黄光发射:Sr3B2SiO8:Sr3B2SiO8:xCe3+,yTb3+(0≤(?)≤0.004,0≤y≤0.06)中,在352 nm激发下,通过改变两种离子的掺杂量进而调节其发射强度,实现单一基质中白光发射。 (2)通过对KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Eu3+,Dy3+,Ce3+,Tb3+)紫外激发与发射光谱的测试与分析,结果表明KSrBP2O8/:Eu2+在350 nm激发下有较好的蓝光发射KSrBP2O8:Eu3+在近紫外区域(393 nm)可以被有效激发,发射光谱为主峰位于611nm的红光;KSrBP2O8:Dy3+在575 nm监测时所得的激发光谱,为290-473 nm范围内系列吸收峰,发射光谱是主峰位于485 nm,575 nm和666 nm的多峰宽谱;当在303 nm激发下,KSrBP2O8:Ce3+的发射光谱主峰位于368 nm,属于紫光发射;KSrBP2O8:Tb3+在250 nm的激发波长时,发射主峰位于542 nm,属于绿光发射。 (3)通过对不同原料及不同制备环境下得到的SrAl2Si2O8:Eu2+激发光谱与发射光谱的测试与分析,结果表明SrAl2Si2O8基质在空气气氛下就能将Eu3+自动还原为Eu2+。 以上基质材料中掺杂稀土离子,都可以在紫外-近紫外区域有效激发,这与近紫外InCaN基LED芯片的发射波长相吻合,故以上材料有可能是潜在的紫外-近紫外LED用荧光粉。


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