稀土Eu3+、Tb3+摻雜的以ZnS、ZnO、TiO2、SiO2不同組合為基質(zhì)的發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì).pdf

1、白色 LED燈是21世紀(jì)新的燈源,被認(rèn)為是第四代照明燈,具有節(jié)能、環(huán)境友好和壽命長(zhǎng)等優(yōu)越性能。目前,用于制備白色LED燈方法之一是近紫外燈芯+紅/綠/藍(lán)發(fā)光材料,所以,制備紅/綠/藍(lán)發(fā)光材料就顯得十分重要。本實(shí)驗(yàn)采用溶膠-凝膠法與沉淀法相結(jié)合的方法,依據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道 Eu3+:Y2O2S發(fā)光材料比 Eu3+:Y2O3發(fā)光性能好的啟示,通過(guò)在基質(zhì)材料中引入S,以期提高或改善材料的發(fā)光性能,制備Eu3+摻雜的分別以ZnO1-xSx、ZnO1-x

2、Sx-SiO2、ZnO1-xSx-2TiO2和ZnO1-xSx-2TiO2-SiO2為復(fù)合基質(zhì)發(fā)光材料;以及Tb3+摻雜的分別以 ZnO1-xSx和 ZnO1-xSx-SiO2為復(fù)合基質(zhì)的發(fā)光材料,并通過(guò) DTA-TG、IR、XRD、TEM、SEM、激發(fā)和發(fā)射光譜手段對(duì)其發(fā)光材料的組成、結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)地研究;討論了S對(duì)發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)的影響。
　　對(duì)Eu3+摻雜的各種復(fù)合基質(zhì)的發(fā)光材料進(jìn)行研究。Eu3+:ZnO1-xS

3、x發(fā)光材料800℃退火處理后,材料主要以ZnS、ZnO和ZnEu2O4形式存在,在612 nm監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)下,其最佳激發(fā)波長(zhǎng)為465 nm;Eu3+的最佳摻雜量為10％。而Eu3+:ZnO1-xSx-SiO2發(fā)光材料800℃退火處理后,材料主要以ZnS、ZnO和Zn2SiO4形式存在,在612 nm監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)下,測(cè)得的最佳激發(fā)波長(zhǎng)為395 nm,最佳退火溫度為800℃,Eu3+的最佳摻雜量為10%。在這兩種發(fā)光材料中,引入硫能較好的改善了材料

4、的發(fā)光性能,同時(shí)SiO2基質(zhì)的引入也能增強(qiáng)材料的發(fā)光性質(zhì),即 Eu3+:ZnO1-xSx-SiO2發(fā)光性能優(yōu)于Eu3+:ZnO1-xSx材料,最后對(duì)這些影響進(jìn)行了理論解釋。
　　對(duì)于Eu3+:ZnO1-xSx-2TiO2的發(fā)光材料,退火溫度達(dá)到600℃時(shí),材料主要以TiO2和ZnS的晶體結(jié)構(gòu)形式存在,確定最佳激發(fā)波長(zhǎng)為465 nm,最佳Eu3+摻雜量為5%。對(duì)于Eu3+:ZnO1-xSx-2TiO2-SiO2的發(fā)光材料,經(jīng)600℃

5、退火處理后,主要以 TiO2、Zn2SiO4和 ZnS的晶體結(jié)構(gòu)存在,其最佳Eu3+的摻雜量為6%,最佳激發(fā)波長(zhǎng)為465 nm。并證明S的引入改善了上述兩種材料的發(fā)光性能,但這兩種發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)不如Eu3+:ZnO1-xSx-SiO2材料的好,說(shuō)明TiO2的引入對(duì)材料的發(fā)光不利。
　　對(duì)Tb3+摻雜的各種復(fù)合基質(zhì)的發(fā)光材料進(jìn)行研究。Tb3+:ZnO1-xSx發(fā)光材料800℃退火處理后,材料主要以ZnS和ZnO形式存在,在544

6、 nm監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)下,其最佳激發(fā)波長(zhǎng)為219 nm;Tb3+的最佳摻雜量為11%。Tb3+:ZnO1-xSx-SiO2發(fā)光材料800℃退火處理后,材料主要以ZnS、ZnO和Zn2SiO4形式存在,在544nm監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)下,測(cè)得的最佳激發(fā)波長(zhǎng)為377 nm;最佳退火溫度為800℃,Tb3+的最佳摻雜量為10%。在這兩種發(fā)光材料中,引入硫能較好的改善了材料的發(fā)光性能,同時(shí)SiO2基質(zhì)的引入也能增強(qiáng)材料的發(fā)光性質(zhì),即Tb3+:ZnO1-xSx-Si