稀土摻雜氧化鋯納米晶的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來,新型綠色能源的開發(fā)成為人們研究的熱點。白光LED和太陽能電池作為新型能源,具有節(jié)能、環(huán)保、安全等許多優(yōu)點,應用前景十分廣泛。氧化鋯是具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性的基質(zhì)材料。本論文主要采用溶膠-凝膠法制備了不同晶相結構的稀土摻雜氧化鋯納米發(fā)光材料,并對其發(fā)光性能進行了研究。
　　采用溶膠-凝膠法制備了ZrO2:Eu3+紅色熒光粉。研究了兩種電荷補償方式對熒光粉結構和發(fā)光性能的影響,發(fā)現(xiàn)不同電荷補償?shù)臒晒夥劬鶠樗姆较嗪蛦涡毕?/p>

2、的混合相,以Na+為電荷補償?shù)臒晒夥壑兴姆较啾壤畲?。可被紫外?395 nm)激發(fā),發(fā)射606~616 nm(5D0→7F2)的紅光,且ZrO2:Eu3+/Na+熒光粉在606 nm處的發(fā)光強度最強,具有最大的發(fā)光壽命(2.497 ms)。
　　通過改變Eu3+離子摻雜濃度,引入Y3+離子作為四方相穩(wěn)定劑,采用溶膠-凝膠法制備了具有四方相的ZrO2:Y3+/Eu3+(YSZ:Eu)納米熒光粉。YSZ:Eu熒光粉的激發(fā)光譜包含25

3、4 nm處的寬峰歸屬于O2-→Eu3+的電荷躍遷和一系列銳線峰由Eu3+離子4f-4f電子能級躍遷導致,其中在近紫外區(qū)395 nm處有一最強的激發(fā)峰。在395 nm激發(fā)下,觀測到Eu3+最佳摻雜濃度為6 at.％(at.%為原子百分比濃度)的YSZ:Eu熒光粉在607 nm(5D0→7F2躍遷)處有強的紅光發(fā)射。根據(jù)Dexter理論分析,Eu3+在YSZ:Eu熒光粉中的濃度猝滅機理為電偶極-電偶極相互作用。發(fā)光性能表明,紅色熒光粉YSZ

4、:Eu在近紫外發(fā)光二極管方面具有潛在的應用價值。
　　采用溶膠-凝膠法制備了不同Yb3+離子摻雜濃度的ZrO2:Y3+/Eu3+/Yb3+(YSZ:Eu/Yb)熒光粉,分別監(jiān)測Eu3+:5D0→7F2(613 nm)和Yb3+:2F5/2→2F7/2(969 nm)發(fā)光,得到的激發(fā)光譜中均出現(xiàn)Eu3+(7F0→5D0.1.2.3.4,5L6.7和5H3躍遷)的特征峰。發(fā)射光譜顯示,在393 nm紫外激發(fā)下,YSZ:Eu/Yb熒光粉