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近年来,面向安防监控、食品安全、类太阳光LED健康照明以及夜光照明等领域的迫切需求,研发新型高效深红-近红外发光材料、紫光/蓝光激发新型高效稀土发光材料以及新型高效长余辉发光材料成为业界关注的焦点。Ce3+/Eu2+掺杂氮(氧)化物发光材料由于其丰富的结构多样性、良好的化学稳定性和优异的发光性能具有巨大的发展潜能。因此,本论文主要研究Ce3+/Eu2+掺杂氮(氧)化物发光材料中材料组分和结构对基质材料和掺杂离子电子结构的影响,构建组分-结构-性能相关关系,为新型高性能发光材料的研发提供理论支撑。同时,基于材料的电子结构,设计研发新型氮氧化物长余辉发光材料β-Sialon:Eu2+以及调控暖色调氮化物长余辉发光材料Sr2Si5N8:Eu2+的长余辉性能。本论文主要研究工作及结论如下:(1)通过统计分析Ce3+/Eu2+掺杂氮化物发光材料的结构和光谱数据,结合理论分析,建立了 Ce3+/Eu2+掺杂氮化物发光材料中Ce3+和Eu2+5d能级的晶体场劈裂与材料组分和结构之间的定量相关关系。结果表明配位数越大,晶体场劈裂越小。在配位数相同的情况下,晶体场劈裂εcfs与平均配位键长Rav的负二次方成正比。在相同基质材料中Eu2+5d能级晶体场劈裂是Ce3+的0.76倍。(2)修正了 Ce3+掺杂氮化物发光材料中Ce3+5d能级质心移动与材料组分和结构的定量关系,同时依据键价理论和配位多面体的稳定性提出了确定氮化物中阳离子配位数的统一标准。通常情况下,对中心阳离子的键价贡献大于4%的阴离子与中心阳离子配位,同时考虑到配位多面体需满足具有较高对称性和稳定性的要求,该阈值可在小范围内进行调整。通过分析Ce3+掺杂氮化物发光材料的光谱数据和结构数据,结合发光理论,得到光谱极化率和平均阳离子电负性的定量相关关系。将其与晶体场劈裂研究结果相结合,即可从理论的角度直接预测Ce3+掺杂氮化物发光材料的激发谱特征,对新型氮化物荧光粉的研发具有指导意义。(3)通过统计分析大量Ce3+/Eu2+掺杂无机化合物的结构和光谱数据,结合发光理论,获得了 Ce3+/Eu2+掺杂无机发光材料的斯托克斯位移与基质材料的组分和结构之间的相关关系。斯托克斯位移和有效平均配位键长Rav正相关。在卤化物和硫属化合物中,斯托克斯位移分别按照从氟化物到氯化物到溴化物和从氧化物到硫化物到硒化物的顺序依次降低。而斯托克斯位移和阳离子配位数没有明显的相关关系。(4)发现了β-Sialon:Eu2+的绿光长余辉发光现象,并研究其长余辉性能。DFT计算结果表明Al-O取代Si-N在β-Sialon中引入有效的缺陷中心,使材料具备长余辉性能。通过对比分析激发光谱和余辉激发光谱,发现陷阱填充过程中离化电子主要来自4f基态。基于此,提出一种新型构筑HRBE电子结构图的方法,即使用余辉激发光谱的起始能量估算Eu2+4f能级和基质材料导带底的能量差,从而确定Eu2+4f能级的能量位置。并应用这一方法,构筑β-Sialon的电子结构图,阐明其长余辉机理。(5)通过H3BO3共掺杂提高橙红光长余辉发光材料Sr2Si5N8:Eu2+的长余辉性能。通过分析余辉衰减曲线强度变化,证实H3BO3中B3+和O2-共同起到增强余辉的作用。热释光谱表明Sr2Si5N8:Eu2+,B3+,O2-相对对比样品具有最大陷阱密度。该研究表明B3+可以在硅氮化合物中引入合适的陷阱能级,从而提高其长余辉性能。