三价稀土离子激活的Ca0.5Sr0.5MoO4和BaLa2ZnO5荧光粉的能量传递和发光性能

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本文以Ca0.5Sr0.5MoO4和BaLa2ZnO5基质为研究对象,利用传统的高温固相法制备了Ca0.5Sr0.5MoO4:Sm3+、Ca0.5Sr0.5MoO4:Dy3+、BaLa2ZnO5:Eu3+,Bi3+系列荧光粉,并对材料的晶格结构、XRD衍射图谱、能量传递、发光特性、色坐标等特性进行了分析研究。  (1)实验合成了Ca0.5Sr0.5MoO4:Sm3+荧光粉,并对其微观结构、能量传递过程及发光性能进行了研究。Ca0.5Sr0.5MoO4、CaMoO4和SrMoO4有相同的晶格结构,只是晶格常数有所不同。激发Ca0.5Sr0.5MoO4:Sm3+样品中电荷迁移带时基质吸收能量传递给稀土离子,Sm3+离子的特征发射得到很好实现,发射红橙光。通过添加电荷补偿剂和在一定范围内增加Sm3+离子掺杂浓度可使材料发光增强,色坐标位置变化不大。当Sm3+掺杂超出一定范围达到6%时出现猝灭现象,分析表明,其猝灭机理是最邻近Sm3+间的能量传递。  (2)实验合成了Ca0.5Sr0.5MoO4:Dy3+荧光粉,并对其宏观形貌、能量传递过程及发光特性进行了研究。不同掺杂浓度下Ca0.5Sr0.5MoO4:Dy3+样品的SEM图表明Dy3+离子的掺杂会抑制晶粒增长。激发该样品电荷迁移带时基质吸收能量传递给稀土离子,Dy3+离子的特征发射得到很好实现。由于存在基质向Dy3+离子的能量传递,此发光材料的发光颜色由蓝绿色向黄色变化。分析表明,Ca0.5Sr0.5MoO4:Dy3+发光材料的浓度猝灭现象是由多极相互作用引起的。  (3)实验合成了Bi3+/Eu3+掺杂的BaLa2ZnO5系列荧光粉,并对其晶体结构、能量传递过程及发光性质进行了研究。BaLa2ZnO5具有四方晶格结构,包含LaO8,BaO10和ZnO4多面体。BaLa2ZnO5:Bi3+材料发射蓝紫光,BaLa2ZnO5:Eu3+材料发射红光。在BaLa1.99-yZnO5:0.01Bi3+,yEu3+系列样品中,Bi3+的荧光寿命随着Eu3+离子浓度的增加而减小,这表明存在Bi3+到Eu3+离子的能量传递,而且这种能量传递来源于电偶极-电偶极互相作用机制。对于该系列样品,变化Eu3+离子的掺杂浓度可调节材料的发光颜色使其在蓝光到红光区域变化。由于能量传递的存在,在BaLa2ZnO5:Eu3+材料中掺入少量的Bi3+离子就会对发光强度有很好地增强作用,但是对色坐标的位置没有影响。
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