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本文从Sr2CeO4的合成方法、发光性能、发光机理、掺杂Sr2CeO4荧光体等方面,综述了Sr2CeO4及掺杂Sr2CeO4荧光体的研究进展。首次采用柠檬酸-凝胶法,通过优化制备工艺条件,成功地合成了Sr2CeO4及金属离子掺杂的Sr2CeO4纳米荧光粉,并且应用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱、热重分析、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、透射电镜、原子力显微镜等先进测试方法进行了表征,得到了以下主要结论: 在合成Sr2CeO4纳米荧光体时,根据材料的晶体结构和发光性能,柠檬酸-凝胶法优于高温固相法。采用柠檬酸-凝胶法成功地制得Sr2CeO4纳米荧光材料,粉体材料呈白色,所含杂相极少,颗粒呈球形,平均粒径大约40-50nm,粒径分布较窄,使用前不需要球磨。该材料在紫外光激发下,发出很强的蓝白色荧光,发射主峰位于470nm附近,可用于蓝白光显示等领域。 制备工艺条件对Sr2CeO4纳米荧光粉的发光性能有较大的影响,其中煅烧温度的影响最明显;当煅烧温度为1000℃,柠檬酸与金属离子的比是3:1,起始溶液的pH值为7时,发光强度达最大。 本文还详细研究了铕离子掺杂的Sr2CeO4纳米荧光体的发光性能、浓度猝灭、能量传递以及共掺杂离子对Sr2CeO4:Eu3+发光性能的影响。所制得的Sr2CeO4:Eu3+荧光粉体为白色,粒径微细。当掺杂量较大时,在紫外光照射下,发出较强的红色荧光。Sr2CeO4:Eu3+荧光体的激发光谱由两部分组成:一个宽的激发带和属于Eu3+离子f-f跃迁的锐线谱(峰位分别位于:395、466、532nm),发射光谱中除了出现常见的发射峰如:585nm(5D0→7F1)、616nm(5D0→7F2)、655nm(5D0→7F3)和704nm(5D0→7F4)外,还包含有来自较高能级激发态5D1的跃迁发射,即:509nm(5D1→7F0)、534nm(5D1→7F1)、554nm(5D1→7F2)。初步表明Eu3+离子在Sr2CeO4基质中处于偏离或无反演中心的格位上。 Sr2CeO4基质中Eu3+的猝灭浓度高达22mol%,这可能是由于:(1)在Sr2CeO4晶格中,Eu3+离子之间的交叉驰豫作用即:5D1+7F0→5D0+7F1较弱;(2)采用柠檬酸-凝胶法制得的荧光体中铕离子的分布更均匀,为有效激发和发射提供了条件;(3)Sr2CeO4基质特殊的一维链式结构最大限度了减少了激发能在传递过程中上海师范大学硕士学位论文的损失。而浓度碎灭的机理可能是交换作用。 在srZceo;:Eu3+荧光体中,存在着从基质到激活剂离子的能量传递,该能量传递可能是通过链内或链与链之间的交换作用进行的。共掺杂离子如稀土离子La3+、ed3+、Y3+和碱金属离子Li+、Na+、K+等能增强sfZeeo;:Eu3+荧光体的发光性能,这主要是由于共掺杂后形成了能量传递网的结果,共掺入的稀土离子可能还起着补偿电荷的作用。 上述结果预示着所合成的SrZCeO;纳米荧光粉体有较好的理论与应用研究价值,是一种极具发展前途的基质材料和发光材料。本论文为SrZCeo;纳米荧光粉体材料的理论与应用研究开发提供了参考依据。可以预测,本文所合成的srZceo4:E矿十川+(Rn+为共掺杂金属离子)纳米荧光体,经过系列合成工艺优化、二次应用特性探索和改进,将具有广阔的应用前景,可用于蓝白光或红光显示等领域。