鋁酸鍶Eu和Dy共摻雜發(fā)光材料的長(zhǎng)余輝和陷阱態(tài)密度研究.pdf

1、稀土離子銪、鏑摻雜的長(zhǎng)余輝材料因具有發(fā)光亮度高、余輝時(shí)間長(zhǎng)、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于人們的生活和生產(chǎn)中。但仍然存在合成溫度高,發(fā)光顏色不夠豐富等缺點(diǎn),并且到目前為止,人們對(duì)此類(lèi)材料的長(zhǎng)余輝機(jī)理,特別是以鋁酸鹽為基質(zhì)的長(zhǎng)余輝發(fā)光材料,也尚未形成統(tǒng)一的定論。所以對(duì)此類(lèi)材料的研究仍是人們研究的熱點(diǎn)。
　　 本文采用能制備出高亮度、大晶粒長(zhǎng)余輝材料的高溫固相法為制備方法,以SrAl2O4和Sr4Al14O25為基質(zhì),研究E

2、u、Dy離子共摻下,兩種長(zhǎng)余輝材料的熱釋光特性,以期深入了解長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的長(zhǎng)余輝機(jī)制,為研究材料長(zhǎng)余輝機(jī)理提供有用的參考信息。采用高溫固相法,在弱還原氣氛下分別制備了SrAl2O4:Eu和SrAl2O4:Eu,Dy及Sr4Al14O25:Eu,Sr4Al14O25:Eu,Dy和Sr4Al14O25:Eu,Nd磷光體。用X射線(xiàn)衍射儀、熒光光譜儀和微機(jī)熱釋光劑量計(jì)分別對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)、發(fā)射及激發(fā)光譜和熱釋光譜進(jìn)行表征,樣品的余輝衰減曲線(xiàn)則采

3、用單光子計(jì)數(shù)器進(jìn)行測(cè)量。在SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+長(zhǎng)余輝發(fā)光材料中,一般認(rèn)為,三價(jià)稀土離子Dy3+的摻雜能夠在禁帶中形成局部缺陷能級(jí)。這些局部的缺陷能級(jí)位于導(dǎo)帶的下面,對(duì)導(dǎo)帶的電子起著束縛的作用。電子可以在陷阱能級(jí)中停留相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間,只有在外界作用下(熱擾動(dòng))才會(huì)緩慢地釋放出來(lái)。電子在陷阱能級(jí)中停留時(shí)間的長(zhǎng)短與能級(jí)的深度有關(guān)。陷阱能級(jí)越深,停留時(shí)間越長(zhǎng)。但我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:無(wú)論在SrA

4、l2O4:Eu2+還是在Sr4Al14O25:Eu2+樣品中,都存在深度不同的兩個(gè)陷阱能級(jí),說(shuō)明Eu2～的摻雜能夠在SrAl2O4和Sr4Al14O25的基質(zhì)中引入深度不同的陷阱能級(jí)。而且在SrAl2O4:Eu2+,Dy3+和Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+樣品中,熱釋光譜中相同的位置也存在著對(duì)應(yīng)的陷阱能級(jí),表明Dy3+的摻雜并不改變?cè)邢葳迥芗?jí)的深度。熱釋光峰強(qiáng)度對(duì)比結(jié)果及峰值擬合結(jié)果顯示,Dy3+的摻雜能夠增加低溫?zé)後尫宓膹?qiáng)

5、度。對(duì)應(yīng)于低溫?zé)後尫宓南葳迥芗?jí)有利于室溫下載流子的釋放,低溫?zé)後尫鍙?qiáng)度的增加能夠有效地改善材料室溫下的長(zhǎng)余輝特性,表明Dy3+的摻雜能夠顯著增加原有淺陷阱能級(jí)中電子的填充,影響了材料中陷阱態(tài)密度的分布,從而改善材料的室溫長(zhǎng)余輝特性。在SrAl2O4基質(zhì)中,不同陷阱能級(jí)具有不同的電子衰減規(guī)律,同時(shí)陷阱能級(jí)之間存在電子轉(zhuǎn)移的情況,形成了長(zhǎng)余輝材料余輝復(fù)雜的衰減規(guī)律。Nd在Sr4Al14O25的基質(zhì)中能夠顯著提高Sr4Al14O25:Eu2+