稀土铕掺杂的钨/钼酸盐红色发光材料的制备及性能研究

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白光LED是一种新型固态照明光源,其拥有许多优点,应用前景广泛。为了满足白光LED器件的发展要求,迫切需要开发出性能稳定、绿色高效、适合近紫外激发LED用的新型发光材料。钨/钼酸盐是具有良好的化学稳定性和热稳定性的基质材料,目前主要是采用传统的高温固相法来制备发光材料,但合成温度高,能耗高。因此,本论文采用低能耗的软化学方法,通过控制合成条件来合成不同形貌和粒径的稀土掺杂钨/钼酸盐发光材料。并对其发光性能进行了研究。采用溶胶-凝胶法成功的制备了KGd(WO42:Eu3+(简写KGW:Eu)红色荧光粉。研究了改变烧结温度及Eu3+掺杂浓度对发光的影响。发现用溶胶-凝胶法比用高温固相法制备的样品的结晶度更好、形状更规则、发光强度更高,平均粒径大小为2.25±0.75μm,此荧光粉的最强激发峰(395nm),该波长正好落在UV-LED芯片(InGaN发光二极管)发射波长范围内。在395nm激发下KGW:Eu荧光粉发射出很强的红光, Eu3+离子最佳掺杂浓度为40at.%;最佳煅烧温度为950℃。采用条件温和的水热法(pH=7,240℃,10h)成功制备了(NaGdWO42:Eu3+(简写NGW:Eu)纳米晶。发射光谱表明NGW:Eu荧光粉在近紫外光(395nm)激发下可发射出明亮的红光(615nm),对应于5D07F2能级跃迁。5D07F2能级发射跃迁只有一个单峰,5D0能级荧光衰减曲线可用单指数拟合,这说明Eu3+离子处在单一的晶格位置。Eu3+最佳的掺杂浓度大约为60at.%。采用溶胶-凝胶法制备了不同Eu3+掺杂浓度的LiLa(MoO42:Eu3+(简写LLM:Eu)荧光粉。通过热重-差热分析该荧光粉在900℃已完全结晶,并对样品的结构形貌及发光性能进行了深入研究。最强激发峰位于395nm,与商用的UV-LED芯片发射的波长相匹配。发射光谱显示LLM:Eu荧光粉发射出很强的红光(616nm对应5D07F2跃迁),表明Eu3+离子在LLM晶体中所处的环境无反演对称性。LLM:Eu荧光粉最佳掺杂浓度为55at.%,量子效率为68%。采用溶液法合成了基于杂多钨酸稀土发光材料K11-xCsxRE(PW11O39)2(RE=Eu,Sm,Dy,Gd)。其中K11-xCsxGd(PW11O39)2晶体不发光。K11-xCsxSm(PW11O39)2晶体在最强激发波长(403nm)激发下,发射强橙红光(中心波长为598.7nm)。K11-xCsxDy(PW11O39)2晶体在最强激发波长(367nm)激发下,有两个较强的发射带,分别是479nm左右的蓝光发射带和574nm左右的黄光发射带,两种光混合产生白光。K11-xCsxEu(PW11O39)2晶体在最强激发波长(395nm)激发下,发射出很强的红光(614nm,702nm发射分别对应Eu3+离子5D07F25D07F4跃迁)。K11-xCsxRE(PW11O39)2(RE=Eu,Sm,Dy)三个晶体的最强激发峰与商用的UV-LED芯片发射的波长相匹配。
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