稀土摻雜鈦酸鹽熒光粉的合成及性能研究.pdf

1、LED作為新一代固態(tài)照明器件，不僅具有效率高、體積小、反應(yīng)快、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，其抗震性好、使用方便和微型化的特點(diǎn)更是讓白光 LED的使用范圍得到了拓寬。鈦酸鹽體系熒光粉具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，較低的合成溫度，是一種比較理想的發(fā)光材料，有著較好的應(yīng)用前景。
　　本論文通過(guò)高溫固相法制備了NaGdTiO4：Sm3+紅色熒光粉、NaLaTiO4：Eu3+紅色熒光粉、NaLaTiO4：Dy3+白光熒光粉。分別通過(guò)X射線(xiàn)衍射、熒光分光光度計(jì)、

2、紫外可見(jiàn)吸收光譜、掃描電子顯微鏡對(duì)熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)、微觀(guān)形貌、激發(fā)和發(fā)光性能以及發(fā)光原理進(jìn)行了分析和討論。
　　采用高溫固相法合成了 NaGd(1-x)TiO4：xSm3+系列紅色熒光粉。確定出最佳燒結(jié)溫度為1000℃保溫4h，得到了正交晶系的NaGdTiO晶體，樣品為2-5μm左右的顆粒狀。該熒光粉的主激發(fā)峰位于409nm處，同時(shí)在460-490nm區(qū)域內(nèi)也有著強(qiáng)吸收。實(shí)驗(yàn)表明，樣品可以被紫外、近紫外和藍(lán)光波段的激發(fā)光源有效激發(fā)

3、。當(dāng)以409nm激發(fā)時(shí)，分別得到567nm(4G5/2→6H5/2)、607nm(4G5/2→6H7/2)和652nm(4G5/2→6H9/2)較強(qiáng)的熒光發(fā)射，其中607nm發(fā)射峰的發(fā)光強(qiáng)度最大，呈現(xiàn)明亮的紅光發(fā)射。同時(shí)，研究了 Sm3+離子濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系，當(dāng)Sm3+離子的摻雜濃度為2.5mol％時(shí)，NaGd(1-x)TiO4：xSm3+系列紅色熒光粉的可以獲得最佳的發(fā)光效果。因此，該熒光粉可以用作白光LED用黃色熒光粉YAG:C

4、e3+的紅光補(bǔ)償粉。
　　采用高溫固相法合成了NaLa(1-x)TiO4：xEu3+系列紅色熒光粉，其最佳燒結(jié)溫度為950℃保溫4h，屬于四方晶系。該熒光粉在396nm處有強(qiáng)烈的吸收，同時(shí)在467nm波段內(nèi)也有著強(qiáng)吸收，可以被近紫外和藍(lán)光LED芯片有效激發(fā)。在396nm激發(fā)下，樣品呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的紅光發(fā)射，其發(fā)射峰分別位于波長(zhǎng)592nm、619nm和706nm處，對(duì)應(yīng)于Eu3+的4f-4f軌道內(nèi)的5D0→7FJ(J=1，2，4)的電子

5、躍遷。其中592nm（5D0→7F1）和619nm（5D0→7F2）發(fā)射峰的發(fā)光強(qiáng)度最大，呈現(xiàn)明亮的紅光發(fā)射。當(dāng)Eu3+的摻雜濃度為30mol%時(shí)，NaLa(1-x)TiO4：xEu3+系列紅色熒光粉具有最大的發(fā)光強(qiáng)度。該紅色熒光粉的色坐標(biāo)為：x=0.664，y=0.335，十分接近國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)NTSC所規(guī)定的理想紅光標(biāo)準(zhǔn)值（x=0.67，y=0.33）。因此，該發(fā)光材料用作白光LED用紅色熒光粉有一定的應(yīng)用潛力。
　　采用

6、高溫固相法合成了NaLa(1-x)TiO4：xDy3+系列白光熒光粉，其最佳燒結(jié)溫度為950℃保溫4h，屬于四方晶系。該熒光粉的主激發(fā)峰位于389nm處，同時(shí)在420-470nm藍(lán)光區(qū)域內(nèi)也有著強(qiáng)吸收，與近紫外和藍(lán)光LED芯片發(fā)光范圍十分吻合。在389nm激發(fā)下，樣品呈現(xiàn)出白光發(fā)射，其發(fā)射峰分別位于波長(zhǎng)486nm、583nm和663nm處，這均屬于Dy3+的特征發(fā)射，這三個(gè)發(fā)射峰對(duì)應(yīng)于Dy3+的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H