Dy3+摻雜Y2O3-Gd2O3單分散球形熒光顆粒的合成及熒光性能研究.pdf

1、本工作以Dy3+摻雜Y2O3/Gd2O3系熒光材料為研究對(duì)象，采用尿素均勻沉淀技術(shù)（以稀土硝酸鹽為母鹽，尿素為沉淀劑）在較寬成分范圍（Dy/Ln=0-10 at％, Ln=Y+Gd+Dy）和溫度范圍（600-1300 oC）內(nèi)就材料的碳酸鹽均相沉淀合成、尺寸控制、晶格穩(wěn)定化、熒光性能及能量傳遞效應(yīng)等進(jìn)行了系統(tǒng)研究。得到以下主要?jiǎng)?chuàng)新成果：
　?。?）采用尿素均勻沉淀技術(shù)合成了單分散球形(Y1-xDyx)2O3前驅(qū)體顆粒，所有前驅(qū)體均

2、呈現(xiàn)無定形非晶態(tài)，化學(xué)組成為(Y1-xDyx)(OH)(CO3)·1.4H2O；通過調(diào)節(jié)尿素濃度實(shí)現(xiàn)了顆粒尺寸的有效控制；前驅(qū)體煅燒至600 oC即可獲得(Y1-xDyx)2O3純相，煅燒溫度增加至1000 oC仍能維持前驅(qū)體的單分散球形形貌；繼續(xù)升高煅燒溫度至1200 oC時(shí)球形形貌遭到破壞；目標(biāo)產(chǎn)物(Y1-xDyx)2O3在352 nm（Dy3+的6H15/2→6P7/2躍遷）波長激發(fā)下呈現(xiàn)優(yōu)異的藍(lán)光和黃光發(fā)射（分別對(duì)應(yīng)于 Dy3+

3、的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2躍遷），且黃光發(fā)射強(qiáng)度高于藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度；材料的熒光淬滅濃度為2 at%，熒光強(qiáng)度隨著煅燒溫度的增加而不斷得到改善。
　?。?）采用尿素均勻沉淀技術(shù)合成了(Gd1-xDyx)2O3單分散球形前驅(qū)體顆粒，所有前驅(qū)體均呈現(xiàn)無定形非晶態(tài)，化學(xué)組成為(Gd1-xDyx)(OH)(CO3)·1.3H2O；通過改變尿素與稀土陽離子 RE3+的濃度比和以有機(jī)溶劑部分取代去離子水作為反應(yīng)溶液均可實(shí)

4、現(xiàn)(Gd1-xDyx)2O3前驅(qū)體球形顆粒尺寸的控制；目標(biāo)產(chǎn)物(Gd1-xDyx)2O3在275 nm（Gd3+的8S7/2→6IJ躍遷）波長激發(fā)下呈現(xiàn)優(yōu)異的藍(lán)光和黃光發(fā)射（對(duì)應(yīng)于 Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2躍遷），熒光淬滅濃度為2 at%，與 Y2O3體系的發(fā)光性能進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)Gd3+→Dy3+的能量傳遞顯著提高了該系熒光粉的熒光發(fā)射強(qiáng)度，且其發(fā)射強(qiáng)度隨著煅燒溫度的增加而不斷得到改善；目標(biāo)產(chǎn)物(Gd

5、1-xDyx)2O3在575 nm處的熒光壽命隨著Dy3+含量與煅燒溫度的增加而逐漸縮短，前者主要是由于Dy3+間的能量傳遞效應(yīng)，而后者則歸功于熒光顆粒結(jié)晶性的不斷改善；Gd2O3經(jīng)1300 oC煅燒后會(huì)產(chǎn)生立方相至單斜相的晶相轉(zhuǎn)變，本文通過摻雜離子半徑較小的 Y3+實(shí)現(xiàn)了其晶格結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，且其最低摻入量為5 at%。
　?。?）采用尿素均勻沉淀技術(shù)合成了[(YyGd1-y)1-xDyx]2O3單分散球形前驅(qū)體顆粒，所有前驅(qū)體均呈

6、現(xiàn)無定形非晶態(tài)，化學(xué)組成為[(YyGd1-y)1-xDyx](OH)(CO3)·1.5H2O；前驅(qū)體具有良好的單分散球形形貌，即使經(jīng)1000 oC高溫煅燒仍能較好的維持單分散球形形貌；通過熱重分析，發(fā)現(xiàn)Y3+與Gd3+的差分沉淀現(xiàn)象；目標(biāo)產(chǎn)物[(YyGd1-y)1-xDyx]2O3在275 nm（Gd3+的8S7/2→6IJ躍遷）波長激發(fā)下呈現(xiàn)優(yōu)異的黃光發(fā)射（對(duì)應(yīng)于 Dy3+的4F9/2→6H13/2躍遷）；通過[(YyGd1-y)0.