共掺杂srtio3：pr3溶胶凝胶制备与其发光机理地研究

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1、西北大学硕士论文中文摘要SrTi03：Pr3+是稀土离子敏化钙钛矿结构发光材料的典型代表，这种材料在金属离子掺杂改性之后其红色发光性能会有显著的提高，一直是广大稀土离子掺杂钙钛矿结构研究的热点课题。本论文先用一种简单实用的溶胶凝胶方法在同样的实验条件下制备出不同价态(Li+；M92+；A13+)共掺杂的SrTi03：Pr3+粉末和薄膜样品，把不同金属离子掺杂改性的不同结果进行比较。并通过第一性原理计算的方法从理论角度对金属离子掺杂增强SrTi03：P?+系材料的光致发光性能做了详细的探讨。具有理论指导意义和一定的创新性。本文所采用的溶胶凝胶方法可以使杂质

2、离子部分进入晶格，但是没有引起SrTi03主相结构的变化。SrTi03：Pr3+粉末和薄膜样品，发射和激发曲线的规律一致，但是薄膜光致发光强度比粉末样品低。所有样品在617rim处均有发射光谱，可归属于P，的lD2到3H*跃迁。掺灿的SrTi03：pr3+系荧光材料的发射峰强度提高的最多，而二价的Mg和一价的Li离子掺杂也有一定程度的提高，但效果远不及三价的灿离子。所有检测样品的激发光谱在360rim处峰的强度与617rim处的发射峰强度成正比，说明杂质离子的种类和掺杂浓度并未改变SrTi03：Pr3+荧光体中的主要激发过程。对SrTi03：pr3+材料

3、的第一性原理计算结果表明，掺杂体系中，掺砧离子的体系稳定性最高。未掺杂SrTi03理论计算是间接禁带半导体材料，掺入了稀土离子以后，SrTi03由间接禁带半导体变成直接禁带半导体。导带和主价带之间均出现了由P，引入两条杂质能级。共掺杂入金属离子后，费米能级处的态密度值较仅掺入Pr3+离子的态密度值都有所提高。共掺砧模型的费米能级处的态密度值最高，并且导带中电子态密度显示其电子弥散性最强。布局分析和差分电荷密度图表明，O原子和Pr离子，金属杂质离子构成的多面体内共价键和电子较体外活跃，是617rim红色发光跃迁的主要机构，影响较大。关键词：SrTi03：P

4、13+；红色发光；共掺杂；密度泛函理论西北大学硕士论文PreparationofcodopedSrTiOa：Pr3+materialswithsol-gdmethodandstudyoftheirluminescentmechanismAbstractSrTi03：P—isatypicalluminescencematerialwiththepervokitestructtlresensitizedwithlateearthions．Whencodoped、Ⅳitllanothermetalionsthismaterialexhibitsagreaten

5、hancementinredluminescenceproperties．Ithasbecomeahotpoilltinthenextgeneration’PDPphosphors．Inthisdissertation,asimpleandpracticalsol-gelmethodisadoptedtoprepareSrTi03：一+materialscodopedwithdifferentmetalsionsQi+；M[矿；胛+)，andthedifferenteffectsofeachcodopediononthemodificationofthe

6、samplew髓己compared．Meanwhilewesetupdifferentmodels’ofSrTi03：Pr3十fordensityfunctlionaltheory(DFT)theoryresearchinthemechanismoftheluminescenceenhancement．Thesol·gelmethodweadoptedcouldpartlymakethedopantionsincorporateintotheSrTi03crystallinestructure，butthemainphaseremained．Powder

7、samplesandthinfilmsamplesofcodopedSrTi03：Pg+showthesanleluminescencecharacters，butthepowdersamplesarewithmuchhigherdensity．AIcodopedsamplegetsthebestluminescenceenhancementinallthecodopedsamples，andMgandLialsocanseansmallenhancement．Allthesamplesshowaproportionalincreasein617nmem

8、issionspectraaccordingtothe360hmexcitati