蓝光激发锡酸盐红色荧光粉的光谱性能

作者:杨英;陈永杰;耿秀娟;肖林久;闵广全 刊名:稀土 上传者:杰恩斯·哈列力

【摘要】采用高温固相法合成了Sr2-xSnO4∶Eu3+x系列红色发光粉,该荧光粉属于四方晶系结构。以465 nm的蓝光激发样品,Sr2-xSnO4∶Eu3+x荧光粉发射红光,以Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁发光最强。该材料能非常好地吸收465 nm波长的光。研究了激活剂Eu3+的浓度对Sr2-xSnO4∶Eu3+x样品发光性能的影响。结果表明,Eu3+的最佳掺杂浓度为5%。

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近年来,碱土金属锡酸盐以其合成温度低、物理化学性质稳定等优点获得了广泛关注[1~6],其中以Sr2SnO4为基质,掺杂不同稀土离子发光材料的研究受到了越来越多人的重视[7~11]。Eu3+具有独特的光、电、磁等特性被誉为新材料的宝库,显现出潜在的应用前景[12~15]。PhamThiMinhChau等[11]在空气气氛下,1300灼烧4h合成的Sr2-xEuxSnO4在311nm和331nm激发下时,以5D0-7F2跃迁为主,表现出一个5D0-7F2跃迁吸收峰,而在还原气氛下所合成的Sr2-xEuxSnO4则表现出两个裂分的5D0-7F2跃迁吸收峰。付晓燕等[6]采用络合溶胶-凝胶法制备出粒度均匀的纳米级发光粉体A2SnO4(A=Ca,Sr,Ba)Eu,该粉体在紫外光的激发下,从Ca2SnO41%Eu到Sr2SnO41%Eu到Ba2SnO41%Eu发光强度逐渐减弱。其中Ca2SnO41%Eu的发射主峰位于615nm处,表现出红光。而对于Sr2SnO4:Eu和Ba2SnO4:Eu来说,由于Eu3+处于对称性较好的格位,因而其5D0-7F1磁偶极跃迁的橙光强度高于5D0-7F2电偶极跃迁的红光强度,而表现出橙色光。张汉焱[10]利用高温固相反应法合成了Eu3+单掺和与Ti4+共掺的Sr2SnO4发光体,该发光体在紫外光的激发下,含有明显的5D0-7F1和5D0-7F2跃迁发射,单掺时,Eu3+分别替代Sr2+和Sn4+,从而占据两个不同的格位。对于Eu3+和Ti4+共掺杂的Sr2SnO4样品,当Eu3+掺杂浓度低,样品中明显存在Ti4+-O2-的电荷迁移发射和Eu3+的5D0-7F1跃迁发射;当Eu3+的掺杂浓度较高时,Ti4+-O2-的发射非常弱,而Eu3+发射强度也有所减少,Ti4+-O2-和Eu3+发射能量均来源于Ti4+-O2-的电荷迁移吸收。本文以氧化锡为原料,在1300焙烧3h条件下首次合成了蓝光激发锡酸盐红色荧光粉Sr2-xSnO4Eu3+x,详细讨论了其激发光谱和发射光谱,并考察了Eu3+的掺杂量对荧光粉的发光性能的影响。1实验部分采用高温固相反应合成Sr2-xSnO4Eu3+x样品。以分析纯SnO2、SrCO3以及纯度为99.99%的Eu2O3为原料,按化学计量比混合,并加入适量硼酸和无水乙醇,在玛瑙研钵中搅拌,然后在烘箱中保温4h至烘干,然后研磨均匀得前驱体。将所得的前驱体置于瓷舟中,在氧化气氛下,在1300煅烧保温3h。自然冷却到室温,研磨后备用。采用Bruker公司的D8型X射线衍射仪,实验条件:Cu靶,电压40kV,电流40mA,步长0.02,=0.15406nm。用Jade5.0对实验得到的衍射图谱进行定性分析。采用日立F-4600荧光分光光度计测定样品的激发和发射光谱,测试条件:EX扫描:EM=618nm;EM扫描:EX=465nm;电压500V,狭缝2.5nm,扫描速度1200rmin-1。2结果与讨论2.1Sr2-xSnO4Eu3+x的XRD谱图图1为Sr1.95SnO4Eu3+0.05的XRD谱图。由图可知,样品的衍射峰与Sr2SnO4的标准谱图(PDF#24-1241)基本吻合,结构为四方晶系,空间点群为I4/mmm(139)。说明Eu3+的掺杂并没有改变Sr2SnO4的晶体结构,Eu3+较好的进入了基质晶格。图1Sr2-xSnO4Eu3+x(x=0.05)的XRD图谱Fig.1X-raydiffractionofSr2-xSnO4Eu3+xphosphor(x=0.05)2.2Sr2-xSnO4Eu3+x的激发

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