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本文以硼酸钡Ba2B2O5为基质的发光材料为研究对象,采用高温固相法合成了稀土离子Eu3+、Ce3+、Tb3+、Sm3+和Dy3+掺杂的荧光材料,借助于测得的激发谱、发射谱和色坐标等数据对材料的发光性能进行了详细的研究。研究结果如下:
(1) 利用高温固相法合成了红色荧光粉Ba2B2O5:Eu3+,在393 nm 激发下发射光谱由位于580nm和592 nm、612 nm、618 nm和623 nm、656 nm 以及690nm、700nm和707nm 处的四组线状峰构成,其中以5D0→7F2 (618 nm) 发射最强,呈现红光发射。对样品进行了色谱分析及讨论了电荷补偿剂对荧光粉发光强度的影响。
(2) 荧光粉Ba2B2O5:Ce3+存在三个激发峰,分别位于255 nm、295 nm和350nm,其中350nm的激发峰最强。在不同波长的激发下,发射波长也不同,出现了微小的红移现象。证明了Ce3+,Eu3+共掺的样品Ba2B2O5中存在Ce3+→Eu3+的能量传递。
(3) 荧光粉Ba2B2O5:Tb3+的激发光谱由4f75d1宽带吸收 (200nm-300nm)和4f→4f 电子跃迁吸收 (330nm-400nm)两部分构成,其中在256 nm 处激发峰最强。发射峰分别位于489 nm,545 nm,585 nm,622 nm 处,是典型的Tb3+的5D4→7FJ (J=6,5,4,3) 跃迁发射,而最强发射峰来自于5D4→7F5的跃迁发射,呈现很好的绿色发射。分析了电荷补偿剂Na+离子对荧光粉发光强度的影响。
(4) 红色荧光粉Ba2B2O5:Sm3+最强激发峰位于400nm,适用于近紫外管芯的激发,发射光谱有三个主要的线状窄峰,峰值波长分别为563 nm,600nm及648 nm。随着Sm3+离子浓度的增加发光强度增强,当Sm3+浓度增大至0.06时出现浓度猝灭,根据Dexter理论得出,浓度猝灭为电偶极-电四极相互作用的结果。
(5) 荧光粉Ba2B2O5:Dy3+的发射光谱及激发光谱均为多峰宽谱,发射峰位于483 nm和575nm 处,激发主峰分别位于296 nm,322 nm,348 nm,363 nm,386 nm,424 nm及450nm等处。研究了Dy3+掺杂浓度对Ba2B2O5:Dy3+材料发射光谱的影响,随Dy3+的掺杂量增大,其IY/IB 黄蓝峰发射比值基本不变,最佳掺杂浓度为0.06。分析了电荷补偿剂Li+离子对荧光粉发光强度的影响。