荧光粉发光性能的探究剖析.docx
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荧光粉发光性能的探究剖析
CQWU/JL/JWB/ZY084-02
学年论文
(课程论文、课程设计)
目:
Sr2CeO4:
Eu2+,Mn2+荧光粉发光性能的探
姓名:
喻小清
学号:
201104034056
20H级化学
成绩:
指导教师(职称):
讲师
2013年5月26
Sr2CeO4:
Eu2+,Mn^荧光粉发光性能的研究
摘要:
用高温固相反应法制备了掺杂Eu-的Sr2CeO4的荧光粉基质,并向基质中加入不用量的M1F+后,用X射线粉末衍射、紫外可吸收光谱和荧光光谱等分析手段研究了荧光体的结构和光致发光性能。
结果发现,Sr2Ceo4发光体的最人激发峰和最人发射峰分别在310mn和
485nm左右,为有效的蓝光发射。
用Eu»做诱导剂会降低Sr:
Ceo4发光体的发光强度,向
Sr2Ceo4:
0.02Euz+基质中加入X=0.01-0.06mo1的Mn”后,荧光粉的发光强度会再次降低。
从而得出结论,Mn”不利于Sr2Ceo4:
0.02Eu2+荧光体的发光。
关键词:
Sii.9s.xCeo4:
0.02Eu2+,Mn2%;高温固相;发光性质[abstract]:
Eu2\Mn2*dopedSuCeOqphosphorwerepreparedbyhightemperaturesolidstatemethod.X-raypowderdiffiaction(XRD),ultravioletabsoiptionspectiumandfluorescencespectiiimwereemployedtomeasurethepropertiesofsamples,theresultshowsthatthemaximumexcitationandemissionwere310miland485mil.wliichemittingbluelight・Eu2+dopmgcanreducetheluminousintensityofSi:
CeO4.WhenweintroducedMil2*mtoSr:
CeO4:
0.02Eu2\tlieluniuiousmtensityoffluorescentpowderreducedagam・Totheconclusion.Mil2*isnotconducivetoSr2CeO4:
0.02Eu2*phosphor.
[keywords]:
Sri.9s-xCeo4:
0・02Eu”,MirHightemperatuiesolidphase;Lunmiescencepropeities
1引言
桥土离子是一种特殊的掺杂中心,研究其掺杂于发光基质材料中的发光行为具有重要的现实意义[B。
Danielson等人【习利用组合化学方法发现了高效的Sr2CeO4蓝色发光材料,引起了人们的关注[…】。
在Sr2CeO4中饰以Ce卄的形式存在,Ce#无4f电子不能跃迁发光。
但在室温下该发光体在254iun或365nm的紫外光激发下都能可发出明亮的蓝白色光。
在其中掺杂合适的棉土离子和金属离子以寻找新型的发光材料引起了人们的重视。
对桶土激活碱土铝酸盐长余辉材料发光机理的研究,从20世纪90年代初至今一直是一个热点课题,目前最有前途的、共掺辅助桥土激活离子的碱土铝酸盐长余辉材料MAI2O4:
Eu-+,RE3+(M为碱土金属,RE”为起辅助集火作用的桶土离子)的长余辉发光材料就是一例("1。
高温固相法是一种发展最早的合成技术,也是最常用的长余辉材料制备工艺。
这种生产工艺相当的成熟,在放映条件控制(尤其是焙烧过程温度制度的设定和反应气氛的选择等)、还原剂的使用、助溶剂的选择、原料配制与混合等方面都已口趋优化。
我们已成功地采用该方法在&气氛中制得了具有长余辉特性的Sr2Ceo4:
0.02EU%在此基础上,为了考察在Sr2Ceo4:
0.02E2+这种新型发光基质中的发光性能,本文用高温固相反应法制备了掺杂X=0.01〜0.06mo啲M1F+的0.005molSn9s-xCeo4:
0.02Eu2+,Mn叫荧光体。
通过X射线粉末衍射、紫外可吸收光谱和荧光光谱等分析手段研究了该荧光体的结构和光致发光性能。
2实验部分
2.1合成
将S1CO3与CeO?
按2:
1物质的量之比配置成0.005molSr2Ceo4的样品,作为第一个样品。
将SrCOjxCeO?
和EU2O3按1.98:
1:
0.02物质的量配置成0.005mo啲SqCeO*0.02Eu2+样品,作为第二个样品。
然后将SrCOjsCeO?
、Eu©和MnCO3按照物质的量之比为1.98-X:
1:
0.02:
X配置成0.005molSn.9s-xCeo4:
0.02Eu2+,MM:
的样品,其中X=0.01〜0.06。
将上面的8个样品分别在玛瑙研钵中充分研磨后装入刚玉圮览,置于马北炉,在800'C预烧3h然后研磨5〜10111H1,在1200°C的H:
气氛中灼烧还原4h,然后研磨成细小的粉末,即为最终产品。
2.2测试
样品的物相采用采用口本理学D/MAX23A2型X射线粉末衍射仪进行测试,用荧光分光光度计(型号为FluorescenceSpectrophotometerF-7000)»测试样品在室温卞的发射光谱和激发光谱。
3结果与分析
3.1XRD分析
图1Sri.98.xCeo4:
0.02Eu2+,Mn2\(X=0.01〜0.06)荧光体的XRD谱图
采用高温固相合成法制备了SnCeOj基质荧光体,粉体为黄色。
掺杂T0.02molEu-+的
Sr2Ceo4荧光体,粉体也为黄色。
掺杂0.02molEu2^与x=0・01〜0・06molMn”的Sii9S-xCeO4:
0.02Eu2+,Mir+x的荧光体,粉体为灰色,颜色依次加深,且带金属光泽。
Sn98-xCeO4:
0.02Eu2\Mif\荧光体的XRD谱图如图1所示,经与JCPDS卡片#50-0115对照可知,样品为单相,属正交晶系,a=6.118A,b=10349A,c=3.597A,与文献(心报道一致。
少量的EW和Mi严的掺入并没有改变Sr2CeO4基质的晶格结构。
发光性能分析
图2(a)和图2(b)分别是SnCeCU基质荧光体的激发和发射光谱。
对于未掺杂的Sr2CeO4样品,由31011111的波长激发,47011111监控,激发光谱的峰值为290iim和345nm.属于Ce#的电荷迁移带。
发射光谱为400〜600mn间的宽带,峰值位于465nm左右,发射光谱形状与激发波长的选择无关,它属于SdOOj晶格中Ce4-—O-键的CT跃迁发射。
2000一
2402£02803003203403€0380400420
XAxisTitle
400450SOOSSO600
XAxisTitle
图2Sr:
CeCU基质荧光体的激发光谱(a)和发射光谱(b)
图3(a)和图3(b)分别是Si-2CeO4:
0.02Eu-荧光体的激发和发射光谱。
在SnCeCU中掺杂Eu”离子,样品的发射光谱为Ce4+—O--的CT跃迁宽带谱,Sr2CeO4:
0.02Eu2+荧光体相对于Sr2CeO4基质荧光体的激发强度减小了接近10倍。
发射光谱在430nm〜600nm之间出现了多个峰值分另U是465nm、490nm、510nm、540nm、555nm、590nm,发光强度呈降低趋势,只在波长等于540nm有一个小幅度的上升。
由图可知波长为490nm的发射光强度最人。
因此可以得出结论,掺杂Eu”可以使S^CeCU基质样品的发光从蓝白光调整到白光,而到红光。
4204404-60480500520540560580600620
XAxisTitle
图3Sr2CeO4:
0.02Eu2+荧光体的激发和发射光谱
图4是掺杂了0.01-0.06molNIif+的0.005molSn.9s-xCe04:
0.02Eu—3In2;荧光体。
如图4所示,荧光体激发光谱和发射光谱中峰值的横坐标波长并未改变,但荧光体发光强度随着掺杂Mn”浓度增加而卞降,其中当Mi产的浓度为0.04mol时激发和发射光谱的强度有小幅度的增加。
在该荧光粉中Mn”取代了部分S代的二配位体格位,当掺杂的⑷甘浓度较低时,Mii2+以单个离子的形式存在,随着M1F+浓度的提高,Ma”离子将形成离子对,由于浓度猝灭效应,此时Mn»离子的发光减弱。
实验证明,Mn,+离子的掺杂不利于Sr2Ceo4基质荧光体的发光。
400450500550600
发射波长/nm
图4Sn.9s-xCe04:
0.02Eu2+,荧光粉的发射光谱
4结论
1•高温固相反应法合成掺杂了Eu严和Mi严的SxCeO4荧光材料,操作简单方便,所得产物性能稳定,亮度高。
随着Eu”的掺杂,基质材料的宽带发射强度逐渐减小,附着在宽带上的Ei严的线谱发射以及峰值位于465mn的线谱发射减小了,发射光谱的峰值点增加了,通过掺杂Eu”可以使蓝白光调整到红白光,从而到红光。
向荧光粉Sr2CeO4:
0.02Eu2+基质加入不同浓度的Mn牛不利于基质荧光体的发光效呆,降低了发光强度。
【参考文献】
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- 关 键 词:
- 荧光粉 发光 性能 探究 剖析