稀土或過渡金屬離子激活堿金屬硼酸鹽發(fā)光材料性能研究.pdf

1、白光LED具有發(fā)光效率高、性能可靠、穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被稱為下一代照明光源。目前實(shí)現(xiàn)白光 LED的主要方法是使用熒光粉將 LED芯片發(fā)出的藍(lán)光或者紫外光轉(zhuǎn)換為可見光。傳統(tǒng)的LED熒光粉合成溫度偏高，顯色指數(shù)較低，成本較高，因此尋找廉價(jià)的、高性能熒光粉成為白光LED技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。
　　本文采用α-LiZnBO3和 KSr4(BO3)3這兩種堿金屬硼酸鹽作為基質(zhì)材料，通過傳統(tǒng)的高溫固相法合成了α-LiZnBO3:Mn2+紅色

2、熒光粉、KSr4(BO3)3:Ce3+藍(lán)色熒光粉和 KSr4(BO3)3:Eu2+黃色熒光粉，并對(duì)熒光粉的結(jié)構(gòu)以及發(fā)光性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　在α-LiZnBO3:Mn2+中，Mn2+會(huì)占據(jù)四配位的 Zn位。ESR譜表明摻雜離子為二價(jià)的錳離子。漫反射譜和激發(fā)譜表明該熒光粉可被431nm的光激發(fā)。在該熒光粉中，我們觀察到了四配位 Mn2+的反常發(fā)光現(xiàn)象，這來自于 Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)躍遷。經(jīng)過分析，我們認(rèn)為

3、Mn2+的反常發(fā)光是由于 Mn2+能級(jí)受晶體場(chǎng)環(huán)境的影響而產(chǎn)生分裂。變溫 PL譜表明，α-LiZnBO3:Mn2+的發(fā)光熱穩(wěn)定性較好，但發(fā)射譜存在一定的藍(lán)移。
　　Rietveld結(jié)構(gòu)精修表明，Ce3+在KSr4(BO3)3中傾向于占據(jù)9配位的Sr3格位。漫反射譜表明和激發(fā)譜表明 KSr4(BO3)3:Ce3+可被紫外光有效激發(fā)，最強(qiáng)激發(fā)峰位于350nm處，屬于Ce3+的4f-5d躍遷。發(fā)射譜為主峰位于412nm的不對(duì)稱寬譜，可以

4、擬合為411nm和446nm兩個(gè)高斯峰，分別對(duì)應(yīng)于5d向2F5/2和2F7/2的躍遷。Li+，Na+，K+的引入分別使得412nm處發(fā)射峰強(qiáng)度變?yōu)槲措姾裳a(bǔ)償樣品的4.1倍，1.9倍和1.4倍?？傊琄Sr4(BO3)3:Ce3+是一種可被紫外光激發(fā)的，具有良好發(fā)光性能的藍(lán)色熒光粉。
　　Rietveld結(jié)構(gòu)精修表明，Eu2+進(jìn)入基質(zhì)晶格后傾向于占據(jù)配位的 Sr1和 Sr3格位。KSr4(BO3)3: Eu2+的激發(fā)譜位于260-3

5、60nm和370-490nm處，來自于Eu2+的4f7(8S7/2)-4f65d1躍遷。發(fā)射譜為主峰位于550nm的不對(duì)稱寬譜，歸屬于Eu2+4f65d1激發(fā)態(tài)到4f7基態(tài)的躍遷。發(fā)射峰可以擬合為553nm和593nm兩個(gè)寬峰，來自于占據(jù)不同Sr格位的Eu2+。溫度升高，KSr4(BO3)3: Eu2+發(fā)光衰減嚴(yán)重，發(fā)射峰變寬，峰位藍(lán)移。KSr4(BO3)3: Eu2+的衰減曲線為非指數(shù)形式，可能來自于激活劑離子間復(fù)雜的能量傳遞和嚴(yán)重的