稀土离子激活的ca3y2si3o92荧光材料的制备及发光特性-preparation and luminescent properties of ca 3y 2si3 o92 phosphor activated by rare earth ions.docx

保护知识产权声明 i但 μ 户 扎t 仙)费之材斟}份!备维 本人为申请河北大学学位所提交的题目为优如桃的 bW i立 r?_，1 是我个人在导师(机车四与导师合作下取得阳成果研究工阳得的 研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了 解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规以及河北大 学的相关规定。 本人声明如下:本论文的成果归河北大学所有，未经征得指导教师和河北大学的书 面同意和授权，本人保证不以任何形式公开和传播科研成果和科研工作内容。如果违反 本声明，本人愿意承担相应法律责任 。 声明人:政必以 日期:丝丝一年 月_j_日  作者签名:求必ω 导师签名: 日期: Jflllf if _L_月4日 日期:旦!L年」一月 ]J_日 摘 要 摘 要 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 f ? f 跃迁吸收。在 225 nm 激发下，样品的发射主峰位于 587 nm(5D0→7F1)和 610 nm(5D0→7F2)，二者强度比较接近；而以 392 nm 作为激发源时， 样品的 615 nm 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 402 nm 激发下，样品的发射光谱 由 3 个峰组成，发射主峰位于 604 nm(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 (200-300 nm)和较弱的 4f→4f 电子跃迁吸收(300-500 nm)构成，激发主峰位于 236 nm。 分别以紫外(236 nm)、近紫外(376 nm)、???光(482 nm)作为激发光源，得到样品的发射主 峰位于 544 nm(5D4→7F5)；监测发射主峰的荧光寿命，发现采用 236 nm 作为激发源时 平均寿命最长，采用 482 nm 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 347 nm(6H15/2→6P7/2)。在 347 nm 激发下，样品的发射主峰 位于 482 nm(4F9/2→6H15/2)和 573 nm(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。 关键词 硅酸钇钙 发光材料 稀土 发光性能 I II 河北大学工学硕士学位论文 Abstract In this paper, Eu3+, Sm3+, Tb3+ or Dy3+ doped Ca3Y2(Si3O9)2 phosphors were synthesized by high temperature solid-state reaction, and their photoluminescent properties were investigated. The research content and results as follows: Ca3Y2?2x(Si3O9)2:2xEu3+ are the orange-red phosphor. There are two excitation bands, namely, the O2–?Eu3+ intensive charge transition band (CTB) and the weak f ? f transition absorptio