二氧化锡掺杂锰-NationalKaohsiungUniversityofAppliedSciences.PDF

工程科技與教育學刊 第八卷 第四期 民國一○○年十二月 第 547～558 頁 二氧化錫摻雜錳（SnO2 ：Mn2+ ）之螢光粉合成及其發光特性研究 李燕如、王柏彬* 、楊文都 國立高雄應用科技大學 化學工程與材料工程學系 *E-mail : 1098403108@cc.kuas.edu.tw 摘 要 本研究利用溶膠-凝膠法製備出了二氧化錫摻雜錳之螢光粉，使用了 X 光粉末繞射儀（XRD ）與掃描式 電子顯微鏡（ SEM ）以及螢光光譜儀（PL ）對二氧化錫摻雜錳之螢光粉的結晶結構、顯微組織、光譜特性 進行分析，並探討鍛燒溫度與摻雜錳含量對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的影響以及研究二氧化錫摻 雜錳之螢光粉能量傳遞機制。在 X 光粉末繞射儀的分析中，將二氧化錫摻雜錳之螢光粉的 X 光繞射數據透 過 X 光繞射比對軟體進行比對，證實了二氧化錫摻雜錳之螢光粉的結晶結構為體心正方晶系的金紅石結 3 構，空間群為 P42/mnm{136} ，且晶格參數分別為 a=b=4.738Å ，c=3.187Å ，c/a=0.673 ，Volume=71.6Å ， Density=7.02g/cm3 。在掃描式電子顯微鏡的分析中可以觀察到二氧化錫摻雜錳之螢光粉的晶粒大小約為 25nm ，且晶粒形貌呈不規則的球形。在螢光光譜儀的分析中可了解二氧化錫摻雜錳之螢光粉的光譜特性， 6 6 4 4 在激發光譜中指出激發波長主要由位於 518.6nm 附近的寬頻峰所構成，且符合 A ( S)→ T ( G)的能階躍 1 2 4 4 6 6 遷，而在放射光譜中指出放射波長主要由位於 676.6nm 附近的寬頻峰所構成，且符合 T ( G)→ A ( S)的能 1 1 階躍遷。在鍛燒溫度對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的分析中指出二氧化錫摻雜錳之螢光粉的放射強 度會隨鍛燒溫度的增加而先增強後減弱，當鍛燒溫度為 800℃時，二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度達到最 大值。在摻雜錳含量對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的分析中指出二氧化錫摻雜錳之螢光粉的放射強 度也會隨摻雜錳含量的增加而先增強後減弱，當摻雜錳含量的莫耳數為 0.007mole 時，二氧化錫摻雜錳之螢 光粉放射強度達到最大值。在二氧化錫摻雜錳之螢光粉的能量傳遞機制分析中，使用 Dexter 能量共振理論 得知錳離子之間能量傳遞機制為電偶極與電偶極之間的交互作用所造成。 6 6 4 4 4 4 6 6 關鍵詞：二氧化錫摻雜錳之螢光粉、體心正方晶系的金紅石結構、 A ( S)→ T ( G) 、T ( G)→ A ( S) 、能 1 2 1 1 量傳遞機制、Dexter 能量共振理論 1. 前 言