稀土摻雜的CaMoO4熒光粉的發(fā)光性質(zhì)及能量傳遞機(jī)制的研究.pdf

1、白光LED作為一種新型高效節(jié)能的光源具有光源尺寸小、耗電量低、壽命長、亮度高等特點(diǎn)受到了廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)白光LED的方案中，藍(lán)光激發(fā)的YAG:Ce3+黃色熒光粉是一種已商業(yè)化的、且較為常用的熒光粉。但利用這種方案制成的LED因其紅光成分偏低，色溫偏高，所以就需要添加額外的紅色熒光粉加以改善，但由于不同基質(zhì)的熒光粉間會(huì)發(fā)生相互作用，進(jìn)而會(huì)影響稀土離子的發(fā)光效率。因此合成一種紅光成分高于YAG: Ce3+黃色熒光粉的單基質(zhì)熒光粉成為我們研

2、究的方向。
　　本文采用化學(xué)沉淀法分別合成了單摻Tb3+的CaMoO4熒光粉，Tb3+的摻雜濃度分別為2％、3%、4%、5%、6%、7%、8%；Tb3+，Eu3+共摻雜的CaMoO4熒光粉，其中Tb3+的摻雜濃度為5%，Eu3+的摻雜濃度分別為0、0.3%、0.5%、1%、3%、5%、7%、10%；Eu3+摻雜濃度為10%的CaMoO4熒光粉；Tb3+，Sm3+共摻雜的CaMoO4熒光粉，其中Tb3+的摻雜濃度為5%，Sm3+的摻

3、雜濃度分別為0、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%。通過X射線衍射儀（XRD）以及場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）對(duì)各樣品的晶體結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征，通過XRD測(cè)試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片比對(duì)，表明我們制備的樣品為體心四方相的白鎢礦結(jié)構(gòu)，通過掃描電鏡照片看出晶粒分布均勻，粒徑約為1μm，這種小粒徑且分布均勻的熒光粉對(duì)于LED的封裝以及熒光粉的涂覆工藝都會(huì)起到積極的作用。通過對(duì)Tb3+摻雜的CaMoO4熒光粉的發(fā)射光譜進(jìn)行分

4、析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Tb3+摻雜濃度為5%時(shí)，486nm激發(fā)下樣品中Tb3+的5D4→7F5的發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)。因此在后續(xù)的共摻雜實(shí)驗(yàn)中選擇Tb3+摻雜濃度為5%.利用Tb3+,Eu3+共摻雜CaMoO4合成一種單一基質(zhì)的黃色熒光粉，并且可以通過調(diào)節(jié)Tb3+和Eu3+的摻雜比例使得熒光粉發(fā)光顏色從綠色到紅色轉(zhuǎn)變，當(dāng)Eu3+摻雜濃度為1%，Tb3+的摻雜濃度為5%時(shí)，樣品的色坐標(biāo)（0.466，0.524）與YAG:Ce(0.461,0.525)非常接近

5、，并且可以彌補(bǔ) YAG: Ce黃色熒光粉紅光成分偏低的缺點(diǎn)。測(cè)量了 CaMoO4熒光粉的光致發(fā)光光譜和熒光衰減曲線，發(fā)現(xiàn)了Tb3+到Eu3+以及Tb3+到Sm3+存在著能量傳遞，計(jì)算了能量傳遞速率和能量傳遞效率，判斷了稀土離子 Tb3+到 Eu3+以及 Tb3+到Sm3+的能量傳遞類型為電偶極—電偶極相互作用。當(dāng) Tb3+摻雜濃度為5%，Sm3+摻雜濃度為0.1%時(shí)，CaMoO4熒光粉的發(fā)光顏色隨激發(fā)波長變化最為明顯，此摻雜濃度的熒光粉

6、有潛力應(yīng)用在防偽技術(shù)領(lǐng)域。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用沉淀的方法制備樣品，與其他合成方法相比具有合成周期短、操作簡單、省時(shí)、制備的樣品分布均勻等優(yōu)點(diǎn)。⑵當(dāng)Tb3+的摻雜濃度為5%時(shí)，Eu3+的摻雜濃度為1%時(shí)，熒光粉在486 nm激發(fā)下的色坐標(biāo)值為（0.466，0.524），這與YAG:Ce熒光粉的色坐標(biāo)（0.461，0.525）非常接近，這可以改善白光 LED產(chǎn)生的白光色彩還原性較差的缺點(diǎn)，增加白光LED中的紅光成分。⑶通過

7、比較摻雜10% Eu3+和摻雜5% Tb3+,10% Eu3+共摻雜的熒光粉中Eu3+的發(fā)射強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)Tb3+的引入會(huì)增強(qiáng)Eu3+的發(fā)光強(qiáng)度，改善了熒光粉的發(fā)光性能，通過對(duì)激發(fā)光譜發(fā)光強(qiáng)度的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Tb3+的引入可以使 Eu3+發(fā)光強(qiáng)度增加近50%。⑷當(dāng)Tb3+摻雜濃度為5%，Sm3+摻雜濃度為0.1%時(shí)，熒光粉分別在274 nm、378 nm和405 nm激發(fā)下的色坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差最大，說明此摻雜濃度下的熒光粉的顏色隨激發(fā)波長變化最明顯