基于硼酸釓摻雜稀土發(fā)光材料的制備與改性研究.pdf

1、隨著等離子顯示(PDP)的發(fā)展，對(duì)高品質(zhì)熒光粉提出迫切的要求。硼酸釓基質(zhì)熒光粉相比硅酸鹽、鋁酸鹽熒光粉具有穩(wěn)定性好、發(fā)光強(qiáng)度高、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，成為目前PDP用熒光粉研究的熱點(diǎn)。大量研究發(fā)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有熒光粉摻雜適量的非稀土金屬離子可以大幅提高其熒光性能。水熱法具有反應(yīng)條件溫和，結(jié)晶性能好等特點(diǎn)，成為近年稀土熒光粉合成的新方法。
　　水熱法合成基于GdBO3摻雜Tb3+的綠色熒光粉和基于GdBO3摻雜Eu3+的紅色熒光粉，在Tb3+與

2、Eu3+最佳摻雜濃度基礎(chǔ)上分別引入金屬離子Mn+(Na+、K+、Mg2+、Al3+)。研究其發(fā)光強(qiáng)度、量子效率、物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌。用熒光光譜儀(PL)、X射線衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)等手段對(duì)材料性能進(jìn)行表征。主要結(jié)論如下:
　　水熱法制備GdBO3∶Tb3+熒光粉，結(jié)晶性能良好，為六方晶系。當(dāng)Gd3+∶Tb3+濃度比為20∶1時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度和量子效率達(dá)到最大值，為Tb3+最佳摻雜濃度。在最佳性能GdBO3∶

3、Tb3+熒光粉基礎(chǔ)上，適量摻雜Na+、K+、Mg2+均可提升GdBO3∶Tb3+熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度，當(dāng)Gd3+∶Tb3+∶Na+為20∶1∶1時(shí)性能最優(yōu)異，發(fā)光強(qiáng)度較未摻雜Na+時(shí)提升41.5％，量子效率提升23.0％，為Na+最佳摻雜濃度;當(dāng)Gd3+∶Tb3+∶K+為20∶1∶5時(shí)性能最優(yōu)異，發(fā)光強(qiáng)度較未摻雜K+時(shí)提高78.6％，量子效率提高21.8％，為K+的最佳摻雜濃度;當(dāng)Gd3+∶Tb3+∶Mg2+為20∶1∶2時(shí)性能最優(yōu)異，發(fā)光

4、強(qiáng)度較未摻雜Mg2+提升38.9％，量子效率提升39.8％，為Mg2+最佳摻雜濃度。摻雜Al3+后GdBO3∶Tb3+熒光粉XRD衍射峰平緩無(wú)峰，表面形貌塌陷呈不規(guī)則顆粒狀，熒光性能減弱，當(dāng)Gd3+∶Tb3+∶Al3+為20∶1∶0.5時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較未摻雜Al3+時(shí)降低33.7％，量子效率降低54.3％。
　　水熱法制備GdBO3∶Eu3+熒光粉，結(jié)晶性能良好，為六方晶系，當(dāng)Gd3+∶Eu3+為20∶1時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度和量子效率達(dá)到最

5、大值，為Eu3+最佳摻雜濃度。在最佳性能GdBO3∶Eu3+熒光粉基礎(chǔ)上，適量摻雜K+可以提升GdBO3∶Eu3+熒光粉的發(fā)光性能，當(dāng)Gd3+∶Eu3+∶K+為20∶1∶2時(shí)性能最優(yōu)異，發(fā)光強(qiáng)度較未摻雜K+時(shí)提升34.9％，量子效率提升21.6％，為K+的最佳摻雜濃度。摻雜Na+、Mg2+、Al3+摻雜后熒光性能出現(xiàn)大幅衰減，當(dāng)Gd3+∶Eu3+∶Na+為20∶1∶1時(shí)，發(fā)光強(qiáng)度較未摻雜Na+時(shí)降低44.0％，量子效率降低37.6％;當(dāng)