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目前实现白光LED的主要组合方式中商用红色荧光粉由于存在色纯度差、发光效率低和热稳定差等缺点而制约着白光LED的发展。因此,迫切需要研究出能被蓝光和近紫外光有效激发,且具有色纯度高、发光效率高、稳定性好等光学特性的红色荧光粉。本文拟研究一种新型白钨矿结构的CaGd2(WO4)4:Eu3+红色荧光粉。具体开展了以下工作: (1)采用高温固相法成功地制备出CaGd2(WO4)4:xEu3+(0≤x≤1)系列荧光粉。XRD研究结果表明:CaGd2(WO4)4晶体结构具有单斜白钨矿结构,空间群为I2/b。发光光谱测试表明:CaGd2(WO4)4:xEu3+系列荧光粉均可被近紫外光(393nm)和蓝光(464 nm)有效激发,其最强发射峰位于616nm处,属于Eu3+离子的5D0→7F2电偶极跃迁。Eu3+的最佳掺杂浓度为x=0.7。通过浓度猝灭曲线分析,在CaGd2(WO4)4基质中Eu3+离子间是通过电偶极-电偶极相互作用的方式来实现能量传递。采用Judd-Oflet理论计算了基质的折射率、Eu3+离子的辐射跃迁强度参数(?λ)和荧光分支比(β)等辐射跃迁参数。 (2)采用高温固相法成功制备了Sm3+单掺和Sm3+,Eu3+共掺的CaGd2(WO4)4系列红色荧光粉,探索了样品的晶体结构、发光性质以及Sm3+离子与Eu3+离子之间的能量传递机理。结果发现,CaGd2-x(WO4)4:Sm3+和CaGd1.3-x(WO4)4:0.7Eu3+,xSm3+荧光粉均为单相白钨矿晶体结构。CaGd2-x(WO4)4:Sm3+可以被近紫外光(405nm)有效激发,其最强发射峰为600nm橙红色发光,属于Sm3+离子的4G5/2→6H7/2电偶极跃迁。Sm3+离子的最佳掺杂浓度分别为x=0.03。在CaGd1.3-x(WO4)4:0.7Eu3+,xSm3+中Sm3+离子作为敏化剂能有效吸收能量,并传递给激活剂Eu3+离子,从而增加荧光粉的发光强度。 (3)采用高温固相法成功制备了MGd1.3(WO4)4:0.7Eu3+(M=Ca/Ba,Ca/Sr)系列荧光粉。XRD结果表明,SrGd2(WO4)4为单相白钨矿结构,而BaGd2(WO4)4为 BaWO4和Gd2(WO4)3两种物相的混合物。CaGd2(WO4)4、SrGd2(WO4)4和BaGd2(WO4)4三种荧光粉均可以被近紫外光有效激发,其最强发射峰位于616nm处。SrGd2(WO4)4: Eu3+、BaGd2(WO4)4: Eu3+、CaGd2(WO4)4: Eu3+中Eu3+离子的最佳掺杂浓度分别为x=0.8、x=0.7、x=0.7。此外,研究M位晶格修饰对荧光粉光学性能的影响规律,结果显示,Ca1-xBaxGd1.3(WO4)4:0.7Eu3+和Ca1-xSrxGd1.3(WO4)4:0.7Eu3+荧光粉中M位替位掺杂可以通过改变Eu3+离子周围晶格环境而有效改善荧光粉的发光强度。