LiAl5O8基發(fā)光材料的制備及發(fā)光性能的研究.pdf

1、LiAl5O3具有尖晶石特殊結(jié)構(gòu)，Li和Al以1:3的有序形式構(gòu)成有序態(tài)結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于(Al)2[LiAl3]O8的規(guī)則排列，且每個(gè)Al被2個(gè)Li和4個(gè)Al包圍，同時(shí)每個(gè)Li被6個(gè)最臨近的Al包圍。由于具有如此特殊的結(jié)構(gòu)，使得LiAl5O8具有良好的光學(xué)和磁學(xué)性質(zhì)，LiAl5O8的制備因此越來越成為人們關(guān)注的對(duì)象。本文利用LiAl5O8作為發(fā)光材料的基質(zhì)，制備出了一系列的稀土發(fā)光材料，研究并改善了其發(fā)光性能。
　　 以Eu3+為激

2、活劑，進(jìn)行稀土摻雜，采用溶膠-凝膠法制備出了LiAl5O8：Eu3+紅色熒光材料，所得產(chǎn)物物相為單一立方晶系，空間群P4332。樣品形貌為片狀，大小不等，其厚度約1μm，最大的邊長(zhǎng)在10μm左右，分散比較均勻。所制得的粉體最大激發(fā)峰為247nm，為寬帶激發(fā)，最大發(fā)射峰為613nm，對(duì)應(yīng)Eu3+的5D0_→7F2躍遷。熒光體的發(fā)光強(qiáng)度受Eu3+摻雜量的影響，最佳摻量為1.2％mol。電荷補(bǔ)償劑M+(Li+、Na+、K+)以及助溶劑H3BO

3、3的加入使得熒光體的發(fā)光強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高，主發(fā)射峰仍為613nm，其中當(dāng)加入Li+離子作為電荷補(bǔ)償劑時(shí)發(fā)光材料的發(fā)光強(qiáng)度增大效果最好，當(dāng)Eu3+摻量固定為1.2％mol，Li+離子的最佳摻雜比為3.0％mol，助溶劑H3BO3的摻量為1.0％mol時(shí)發(fā)光強(qiáng)度增幅最大。
　　 以Tb3+為激活劑，進(jìn)行稀土摻雜，用溶膠-凝膠法制備出了發(fā)特征綠的LiAl5O8：Tb3+綠色熒光材料，所得熒光體的激發(fā)光譜由200-300rim寬帶譜

4、組成，最大激發(fā)峰為231nm，對(duì)應(yīng)于Tb3+的4f8→4f75d1的本征激發(fā)，此強(qiáng)吸收帶是自旋允許的7F→7D躍遷。發(fā)射光譜由489nm，542nm，586nm，620nm組成，分別對(duì)應(yīng)的5D4_→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3躍遷，其中542nm(5D4→7F5)處發(fā)射峰最強(qiáng)。Tb3+離子的摻雜量對(duì)樣品的發(fā)光強(qiáng)度產(chǎn)生影響，在一定范圍內(nèi)發(fā)光強(qiáng)度隨著摻雜濃度的增加呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，其最佳摻量為1.0％mol。助溶劑(H

5、3803，NH4CI)、電荷補(bǔ)償劑M+(Li+、Na+、K+)的加入對(duì)樣品的發(fā)光強(qiáng)度有著先增后減的效果，Tb3+與Li+的最佳摻雜比例為0.5％mol。H3BO3的加入增強(qiáng)效果強(qiáng)于NH4Cl，其最佳摻量為7.0％mol。
　　 以Tb3+為激活劑，Ce3+為敏化劑，進(jìn)行稀土摻雜，用溶膠-凝膠法合成了LiAl5O8：Ce3+，Tb3+綠色熒光材料。激發(fā)光譜由200-350nm寬帶譜組成，231nm處的強(qiáng)激發(fā)峰對(duì)應(yīng)于Tb3+的4f8

6、→4f75d1的本征激發(fā)和Ce3+的4f→5d激發(fā)；其發(fā)射光譜由三部分組成，400nm附近的帶狀發(fā)射對(duì)應(yīng)于Cea+的發(fā)射；488nm、542nm、588nm、622nm處的發(fā)射峰歸屬為Tb3+的5D4→7FJ(J=6，5，4，3)躍遷發(fā)射，最強(qiáng)峰位于542nm，對(duì)應(yīng)Tb3+的5D4→7F5躍遷；667nm附近的帶狀發(fā)射峰對(duì)應(yīng)于LiAl5O8基質(zhì)的特征發(fā)射。Ce3+的加入使得熒光體的發(fā)射能量大部分集中在540nm～550nm窄綠色光譜區(qū)，