ZnO：Eu3+發(fā)光材料的制備和性能表征.pdf

1、ZnO是一種直接帶隙的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶氧化物半導(dǎo)體，室溫下其禁帶寬度為3.37 eV，激子束縛能高達(dá)60 meV，是一種適合于室溫或更高溫度下的短波長發(fā)光器件材料，在發(fā)光二極管、太陽能電池、半導(dǎo)體激光器、紫外探測(cè)器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)利用稀土元素Eu3+特有的發(fā)光性質(zhì)，采用化學(xué)沉淀法和高溫能量球磨法制備以ZnO作為基質(zhì)的熒光材料，該材料能適用于寒冷的北方、炎熱的南方和有強(qiáng)紫外線照射的高原地帶，并且也可廣泛應(yīng)用于航天器涂層顏料。

2、利用XRD、SEM、LPA以及FL等分析研究了ZnO∶Eu3+粉體材料的結(jié)構(gòu)、形貌、粒度分布及發(fā)光性能。確定了兩種不同方法制備ZnO∶Eu3+發(fā)光材料的較優(yōu)工藝條件。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以C4H6O4Zn·2H2O、Eu2O3、(NH4)2CO3為原料，分別采用化學(xué)沉淀法和高溫能量球磨法制備ZnO∶Eu3+發(fā)光材料。經(jīng)XRD表征證實(shí)，兩種方法均制備得到六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO∶Eu3+粉體材料;熒光光譜分析知，ZnO∶Eu3

3、+粉體材料可被465 nm的可見光有效激發(fā)，其發(fā)射光譜圖由一組尖峰組成，對(duì)應(yīng)著Eu3+的特征譜線，其中618 nm處的發(fā)射峰對(duì)應(yīng)著Eu3+的5D0→7F2躍遷，發(fā)出特征紅光。⑵化學(xué)沉淀法中研究了溶液的pH值，沉淀溫度，陳化時(shí)間，煅燒溫度和Eu3+摻雜量等工藝條件對(duì)ZnO∶Eu3+粉體材料發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，化學(xué)沉淀法制備ZnO∶Eu3+粉體材料的較優(yōu)工藝條件為:反應(yīng)溶液的pH值為7.5，沉淀溫度50℃，陳化時(shí)間1h，煅燒溫度900

4、℃，Eu3+摻雜量為1.0％ mol。⑶以化學(xué)沉淀法制備的前驅(qū)體為原料，利用本實(shí)驗(yàn)室自組裝的高溫能量球磨機(jī)制備ZnO∶Eu3+粉體材料，討論了球料比，球磨溫度，球磨時(shí)間和Eu3+摻雜量等工藝條件對(duì)ZnO∶Eu3+粉體材料發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，高溫能量球磨法制備ZnO∶Eu3+粉體材料的較優(yōu)工藝條件為:球料比為20∶1，球磨溫度450℃，球磨時(shí)間3h，Eu3+摻雜量為2.5％ mol。⑷通過以上實(shí)驗(yàn)得出:高溫能量球磨法可在低于化學(xué)沉淀