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本文采用高温固相法,制备了Ca3Y2-2x(Si3O9)2:2xRE3+(RE=Eu、Sm、Tb、Dy)系列发光材料;分析了样品的晶体结构,并通过改变激活剂掺杂的摩尔浓度,借助激发光谱、发射光谱、时间分辨光谱、色品图等表征了其发光性能。主要内容如下: (1) Ca3Y2-2x(Si3O9)2:2xEu3+系列橙红色荧光粉的激发光谱来源于较强的O2–Eu3+电荷迁移带和相对较弱的Eu3+的ff跃迁吸收。在225 nm激发下,样品的发射主峰位于587nm(5D0→7F1)和610nm(5D0→7F2),二者强度比较接近;而以392nm作为激发源时,样品的615nm主峰较强,而591 nm较弱。随着Eu3+掺杂量的增大,样品发光增强;在所做实验范围之内,未发生浓度猝灭效应。 (2) Ca3Y2-2x(Si3O9)2:2xSm3+系列荧光粉的激发光谱来源于Sm3+的特征激发。分别采用紫外、近紫外和蓝光激发,样品均发射橙红光。在402nm激发下,样品的发射光谱由3个峰组成,发射主峰位于604nm(4G5/2→6H7/2)。随着Sm3+摩尔浓度的增加,样品出现浓度猝灭现象,最佳的掺杂浓度为x=0.02;浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。 (3) Ca3Y2-2x(Si3O9)2:2xTb3+系列荧光粉的激发光谱由Tb3+较强的4f75d1宽带吸收(200-300nm)和较弱的4f→4f电子跃迁吸收(300-500 nm)构成,激发主峰位于236nm。分别以紫外(236nm)、近紫外(376nm)、蓝光(482nm)作为激发光源,得到样品的发射主峰位于544nm(5D4→7F5);监测发射主峰的荧光寿命,发现采用236nm作为激发源时平均寿命最长,采用482nm时次之,采用376 nm时最短。在所做实验范围内,增大Tb3+掺杂的摩尔浓度,样品未发生浓度猝灭效应,但荧光寿命逐渐减小。 (4) Ca3Y2?2x(Si3O9)2:2xDy3+系列荧光粉激发光谱中的锐线峰来源于Dy3+的f-f特征跃迁吸收;最强的激发峰位于347nm(6H15/2→6P7/2)。在347nm激发下,样品的发射主峰位于482nm(4F9/2→6H15/2)和573nm(4F9/2→6H13/2);分别监测发射主峰的寿命,发现二者相差不大。增加Dy3+掺杂的摩尔浓度,样品的平均寿命减小,发光颜色变化,且出现浓度猝灭现象,最佳的掺杂浓度为x=0.04;浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。