稀土离子Eu~（3+）和Tb~（3+）掺杂MMoO_4（M=Ca，Zn，Ba）发光材料的合成及光谱特性研究

题名:稀土离子Eu~（3+）和Tb~（3+）掺杂MMoO_4（M=Ca，Zn，Ba）发光材料的合成及光谱特性研究
作者:许成科
学位授予单位:汕头大学
关键词:CaMoO_4:Eu~(3+);;ZnMoO_4:Tb~(3+);;BaMoO_4:Eu~(3+);;白光LED;;光谱特性;;荧光粉
摘要:

 白光LED具有传统照明光源无法比拟的优越Strong magnets性能,其应用和发展越来越受人们重视,被称为新一代绿色照明光源。因此应用于白光LED荧光粉的制备和光谱性能研究备受关注。本文采用高温固相法合成了CaMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉、ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉和BaMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉,并对样品的晶体结构、光谱特性进行了研究。

 在CaMoO_4基质中掺杂Eu~(3+)离子,制备了高效的红色发光材料。研究发现,Eu~(3+)离子在CaMoO_4晶格中占据Ca~(2+)离子的格位;Ca1-xEuxMoO_4的激发光谱由1个宽带峰和多个尖峰组成,宽带位于220～320nm范围,较强的两尖峰位于394nm和464nm处;通过对样品光谱的进一步分析研究,认为样品的激发宽带应归属于Mo6+—O2-的电荷迁移吸收,不属于Eu~(3+)—O2-的电荷迁移跃迁。研究了样品的发射光谱及其Eu~(3+)离子的掺杂浓度对发光强度的影响。

 采用高温固相法制备了ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定。XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO_4相。激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo6+—O2-电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb~(3+)掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb~(3+)的4f—4f跃迁,最强激发峰位于377nm处。发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543nm处,对应于Tb~(3+)的5D4—7F5跃迁,属于磁偶极跃迁。研究了ZnMoO_4:Tb~(3+)荧光粉在543nm的主发射峰强度随Tb~(3+)掺杂浓度的变化情况。结果显示,随Tb~(3+)浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb~(3+)浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb~(3+)浓度增加,峰值强度减小。荧光寿命测试得到Tb~(3+)的5D4—7F5跃迁发射的荧光寿命值为0.506ms。光谱特性研究表明,ZnMoO_4:Tb~(3+)是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料。

 利用高温固相法制备了BaMoO_4:Eu~(3+)荧光粉,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对样品的性能进行了测试。XRD结果表明,在800℃时可得到BaMoO_4纯相,BaMoO_4属四方晶http://www.chinamagnets.biz/系;扫描电镜结果显示,样品颗粒形状比较规则,分散性较好,粒径在1～2μm之间。激发光谱由一个宽带和处在350nm后的若干个线状谱组成,宽带不属于MoO_42-的能量吸收带,而是归属于Eu~(3+)—O2-电荷迁移吸收带(CT),线状谱属于Eu~(3+)的f—f激发跃迁吸收。发射光谱由5D0—7F1(591nm)、5D0—7F2(615nm)、5D0—7F3(654nm)和5D0—7F4(702nm)四组峰组成,其红光5D0—7F2辐射跃迁发射最强,对应Eu~(3+)的电偶极跃迁。研究了Eu~(3+)的掺杂浓度对BaMoO_4:Eu~(3+)荧光粉在615nm处发射主峰强度的影响,发现Eu~(3+)的掺杂浓度为20mol%时,发射峰的强度具有最大值,Eu~(3+)掺杂浓度大于20mol%时,发射峰强度减小,出现浓度猝灭效应。
学位年度:2010