Gd_2O_3：Er，Bi和YAG：Ce，Bi荧光粉的制备与光谱性质研究

题名:Gd_2O_3：Er，Bi和YAG：Ce，Bi荧光粉的制备与光谱性质研究
作者:许青海
学位授予单位:河南大学
关键词:Gd_2O_3:Er，Bi;;YAG:Ce，Bi;;能量传递;;光谱性质
摘要:
 纳米稀土发光材料已广泛应用到照明、光信息传输、荧光标记等领域。纳米荧光材料尤其在提高光学显示器件空间分辨率方面有着独特优势,使得其在场发射器件,等离子体平板显示,阴极射线管和各种平板显示器上具有非常好的应用前景,因此,近年来有关提高现有纳米稀土发光材料的性能和探索新的纳米稀土发光材料的研究已引起越来越广泛的关注和兴趣。在荧光材料中掺杂敏化离子可以有效的提Block neodymium magnet高某些荧光粉发光强度和效率,本论文在讨论了Gd_2O_3:Er和YAG:Ce纳米晶的光致发光特性的基础上,研究了Bi~(3+)离子掺杂对Gd_2O_3:Er和YAG:Ce纳米晶的光致发光特性的影响,取得了一些有意义的结果。
 1.以柠檬酸作燃烧剂采用燃烧合成法制备了Gd_2O_3:Er纳米晶,用X射线衍射仪、紫外-可见-近红外分光光度计、荧光光谱仪等对Gd_2O_3:Er纳米晶的结构和发光性能进行了分析。结果显示均得到了纯立方相的Gd_2O_3:Er纳米晶,晶粒平均尺寸约为29.3 nm。在室温下分别研究了样品在376 nm激发时的发光性质和980 nm激发光激发时的上转换发射特性,均观测到了Er~(3+)离子的强荧光发射,其主发射峰位置在559 nm处(Er~(3+)的(~2H_(11/2), ~4S_(3/2))→~4I_(15/2)跃迁)。并分析和讨论了Er~(3+)离子的掺杂浓度对Gd_2O_3:Er纳米晶发光性质的影响。
 2.燃烧法制备了不同Bi~(3+)掺杂浓度的Gd_2O_3:Er,Bi纳米晶,掺Bi~(3+)和未掺Bi~(3+)样品的发射谱具有相似的形状,都表现出Er~(3+)的特征发射,Gd_2O_3:Er,Bi纳米晶在559 nm处Er~(3+)离子的特征发射峰强度显著增强且与Bi~(3+)掺杂浓Block neodymium magnet度有关。分析认为,由于Bi~(3+)对紫外光有很强的吸收并且吸收的能量向Er~(3+)离子转移的几率较大,导致Er~(3+)离子的发射强度显著提高。当Bi~(3+)离子的掺杂浓度较大时,多个Bi~(3+)可能形成团聚体,这些团聚体充当捕获中心而无辐射的分散吸收的能量,使得Bi~(3+)离子对Er~(3+)离子的敏化效率显著减小,发光强度降低。
 3采用柠檬酸作燃烧剂用燃烧合成法制备出了的YAG:Ce纳米晶,在室温下分别用455nm激发纳米晶YAG:Ce时,观测到了Ce~(3+)离子的强荧光特征发射。制备条件影响其发光性质,当Ce~(3+)的掺杂浓度为6 mol%、退火温度为1000℃、柠檬酸与稀土离子配比(C/M)为2.0时发光性能最优。
 4.掺杂Bi~(3+)后没有改变YAG:Ce的结构,但使得Ce~(3+)离子的特征发射强度显著增强。当Bi~(3+)离子掺杂浓度为6mol%时,Ce~(3+)的发射峰的积分强度增加了几倍。这是由于Bi~(3+)对紫外光有很强的吸收并且Block neodymium magnet吸收的能量向Ce~(3+)离子转移的几率较大,导致了Ce~(3+)的发射强度显著提高。
学位年度:2009