Y-,2-O-,2-S：Ti，Eu新型紅色長余輝發(fā)光材料的合成與性能研究.pdf

1、本文采用高溫固相反應(yīng)法合成了一系列Ti,Eu共激活的Y2O2S:Ti,Eu長余輝磷光體，著重研究了Y2O2S：Ti,Eu材料的燒成溫度對樣品形貌、結(jié)構(gòu)和性能的影響?；诎l(fā)光和余輝性能、XRD和SEM等的結(jié)果分析表明，Y2O2S：Ti,Eu磷光體的適宜燒成條件為是1200℃ ×2.5h。在該條件下，所得樣品為單相的六角Y2O2S相，空間群為P(-3)ml；同時(shí)有較完整的結(jié)晶狀態(tài)、光滑的表面形貌、適宜的晶粒尺寸和較窄的粒徑分布，因此表現(xiàn)出較

2、好的發(fā)光和余輝性能。而燒成溫度過低時(shí)，樣品中有Y2O3相殘余，晶體發(fā)育不完全，樣品的發(fā)光和余輝性能較差；但是，過燒則會(huì)導(dǎo)致Y2O2S的擇優(yōu)生長或雜相生成，使其發(fā)光性能變差。 合成了一系列的Y2O2S：0.06Ti,xEu(0.01=x＜0.2)紅色長余輝磷光體，研究了不同Eu離子濃度對該磷光體的光譜和余輝性能影響規(guī)律。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Y2O2S：Ti,Eu磷光體的發(fā)射譜由一系列Eu3+離子5DJ(J=0，1)到7FJ(J=0，1，2,

3、3,4)能級躍遷的尖峰組成，激發(fā)光譜主要由峰位分別位于265nm和345nm的寬激發(fā)帶組成，前者歸為Y2O2S基質(zhì)吸收，而后者屬于Eu-O之間的電荷遷移帶。隨x的增加，發(fā)射譜的各尖峰位置和形狀無明顯變化，但各尖峰強(qiáng)度及次序產(chǎn)生顯著改變，當(dāng)x=0.04時(shí)，Y2O2S：0.06Ti,0.04Eu具有最佳的發(fā)光強(qiáng)度。余輝性能的研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，增加Eu3+離子摻雜濃度對磷光體的初期余輝性能影響較為顯著，當(dāng)x=0.04時(shí)余輝性能最佳。經(jīng)XRD分析

4、確定，Eu離子摻雜濃度的增加并沒有使Y2O2S：0.06Ti,xEu磷光體中析出新相，僅是使基質(zhì)晶格產(chǎn)生微小畸變。 余輝分辨譜研究表明，Y2O2S：0.06Ti,xEu和Y2O2S：Ti磷光體的余輝發(fā)光譜有明顯差別。Y2O2S：0.06Ti,xEu的余輝發(fā)射，由一個(gè)主峰位于590nm的寬發(fā)射帶和一系列波長范圍位于540nm以上的窄發(fā)射帶兩種峰形組成，可分別歸為Ti離子的寬帶余輝發(fā)射和三價(jià)Eu3+的線狀余輝發(fā)射；而Y2O2S：Ti

5、的余輝發(fā)光譜僅由一個(gè)主峰位于590nm的寬發(fā)射帶組成；Y2O2S：Eu無余輝發(fā)射譜。 經(jīng)研究和表征確定：Y2O2S：0.06Ti,xEu磷光體中Eu3+離子的余輝發(fā)射來源于Ti離子的余輝傳能。其具體過程可描述為：光照激發(fā)后，Y2O2S：Ti產(chǎn)生主峰位于590nm的寬帶余輝發(fā)光，由于該寬余輝發(fā)射譜與Eu3+的7F0→5D0和7F0→5D1窄吸收帶相重合，產(chǎn)生能量傳遞過程，即Eu3+吸收了Ti離子的余輝發(fā)射能量躍遷到5D0和5D1激

6、發(fā)態(tài)，5D1經(jīng)過弛豫到5D0，最終輻射躍遷回到基態(tài)，從而產(chǎn)生了EU3+的余輝發(fā)射。 基于敏化發(fā)光機(jī)理分析，我們進(jìn)一步討論了Y2O2S：0.06Ti，xEu余輝曲線衰減規(guī)律，經(jīng)推導(dǎo)分析，認(rèn)為其曲線衰減應(yīng)符合公式：I=k*[A1*e-x/t1+A2*e-x/t2]+n∑i=1Ii(Ti)*νi*λa*(1-λd)*(1-k)/ν。 綜合分析認(rèn)為，稀土離子具有高的量子發(fā)光效率和多色發(fā)光行為，而過渡Ti離子在Y2O2S：Ti磷光