稀土离子激活的Y2O2S基白色长余辉发光材料的制备及性能研究
长余辉发光材料是一种光致发光材料，它在紫外光、可见光的激发下储存能量，激发停止后，以可见光的形式缓慢释放能量，广泛应用于应急照明、交通标志、安全指示、装饰工艺等。目前研究比较成熟的长余辉材料的发光颜色覆盖了从蓝色到红色的大部分区域，最适宜于用作照明光源的白色长余辉材料却离实用要求尚有较大差距，因而获得性能优越的白色长余辉材料的研究仍在进行之中。
本文采用高温固相法合成了白色长余辉发光材料Y2O2S∶Tb3+，Sr2+，Zr4+，利用XRD、荧光光谱及热释光谱分别研究了煅烧温度、恒温时间对样品的物相及发光性能的影响，测试结果表明:在煅烧温度为1000℃恒温时间30min的还原性气氛下，生成了纯的Y2O2S相;用288nm波长光激发，样品发出417nm蓝光、544nm黄绿光，它们归属于Tb3+的5D3→7F5、5D4→7F5跃迁;在此煅烧条件下，样品的色度坐标为(0.24，0.33)，陷阱深度为0.64eV，余辉时间为160s(≥1 mcd/m2)。
为了提高Y2O2S∶Tb3+，Sr2+，Zr4+的发光性能，我们向其掺杂不同浓度的Eu3+，利用高温固相法合成了白色长余辉发光材料Y2O2S∶Tb3+，Eu3+，Sr2+，Zr4+，利用荧光光谱、余辉光谱及热释光谱分别研究了其发光性能，测试结果表明:在263nm紫外光的激发下，417nm、544nm的发射峰分别归属于Tb3+的5D3→7F5、5D4→7F5跃迁，626nm的发射峰归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁，通过它们的混合来产生白光。当Eu3+的掺杂浓度为0.15％时，样品的色度坐标为(0.28，0.31)，陷阱深度为0.89eV，余辉时间为220s(≥1 mcd/m2)。
为了提高使Y2O2S∶Tb3+，Eu3+，Sr2+，Zr4+的发光性能，我们向其掺杂不同种类的二价离子(Mg2+，Sr2+，Ca2+，Ba2+)、四价离子(Zr4+，Si4+，Ti4+，Nb4+)以及不同的量，利用高温固相法合成了白色长余辉发光材料Y2O2S∶Tb3+，Eu3+，M2+，N4+，利用荧光光谱、余辉光谱及热释光谱分别研究了其发光性能，测试结果表明:不同的掺杂离子没有改变发射峰的位置，掺有6％Mg2+，6％Si4+的样品，表现出最好的余辉性能，其色度坐标为(0.29，0.30)，余辉时间为1400s(≥1mcd/m2)。
在上述制备工艺及最佳掺杂辅助激活离子的条件下，利用高温固相法制备了掺杂不同浓度Dy3+的新型的白色长余辉发光材料Y2O2S∶Dy3+，Mg2+，Si4+，利用XRD、荧光光谱、余辉光谱及热释光谱分别研究了其物相及发光性能，测试结果表明:样品为纯的Y2O2S相，在357nm波长的激发下，Dy3+离子发出486nm的蓝光和577nm的黄光，通过它们的混合来产生白光。掺有1％Dy3+的样品，余辉性能最佳，其色度坐标为(0.28，0.28)，陷阱深度为1.65eV，余辉时间可达36min(≥1 mcd/m2)。
高温固相法;白色长余辉;光致发光材料;Y2O2S基;稀土离子掺杂;荧光光谱
太原理工大学
硕士
物理电子学
黄平
2013
中文
O614.33;TN383.2
78
2013-12-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）