ga2o3cr和znga2o4cr近红外长余辉发光性能研究

《ga2o3cr和znga2o4cr近红外长余辉发光性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：学校代号：幽学号：呈坦115010广东工业大学硕士学位论文(工学硕士)Ga203：Cr和ZnGa204：Cr近红外长余辉发光性能研究王显盛指导教师姓名、职称：企业导师姓名、职称：专业或领域名称：学生所属学院：论文答辩日期：ADissertationSubmittedtoGuangDongUniversityofTechnologyforthedegreeofMasterEngineeringNear--infraredpersistentluminescencepropertiesofGae03：CrandZnGae04：CrM．E．Candidate：

2、XianshengWangSupervisor：Prof．YinhaiWangMay，2014SchoolofPhysics＆OptoelectronicengineeringGuangDongUniversityofTechnologyGuangZhou，GuangDong，P．R．China，510006摘要摘要长余辉发光材料是一种能够将激发光能量储存起来，在激发光源关闭后能以可见光形式释放出来，形成持续发光。目前绿色和蓝色长余辉材料已在商业上得到广泛应用，而红色和近红外长余辉材料的研究较为滞后，也不满足商业应用。根据三基色原理，由红绿蓝三种长余辉材料可配成

3、任何颜色的长余辉材料，因此，探寻具有良好红色或近红外长余辉材料有重要意义。Cr3+是一种常用的近红外发光中心离子。C一离子的电子结构是3d，，其外层3d电子对晶场十分敏感，故在不同的晶体场中，Cr3+离子的发光会不同。其次Cr3+离子在不同基质中的长余辉发光机理尚不清楚。本文为了研究基质结构对Cr3+离子发光的影响以及Cr3+离子在不同基质中的余辉发光机理，我们采用高温固相法合成了Cr3+离子掺杂镓酸盐系列近红外长余辉发光材料。通过Al替代B．Ga203：Cr3+中的Ga做等价替换来讨论基质结构对Cr3+离子发光的影响，其次通过分析不同激发光激发ZnGa20。：

4、Cr3+时获得的余辉不同来探讨余辉发光机理，最后通过改变ZnGa20。：Cr3+中的Zn含量来调控余辉发光，并结合光催化性能对样品的余辉机理进行了初步探讨。采用高温固相法在1300℃高温条件下，合成了A1替代13．Ga203：Cr3+的一系列(GahAl。)：03：Cr”(x=0、0．1、0．2、0．3、0．4、0．5)荧光粉。X射线衍射分析表明Al弘离子含量增加后，物相依然保持B—Ga：0。的相。此外随着Al离子含量的逐渐增加，衍射峰向高角度方向移动表明A1离子进入了B—Ga。0。晶格中。激发光谱中258、300、410以及550nm左右的峰位分别对应基质Ga

5、。0。的带与带的吸收跃迁、电荷迁移带跃迁、Cr3+离子的4A。一4T，以及4A。一4T：跃迁。随着A1离子掺杂量的增加，激发光谱峰位都呈现出不同程度的蓝移现象，这分别是由于基质的带隙能量、Cr”离子与配体之间的电负性以及晶场强度增大所导致的。在发射光谱中，随着A13+离子替代Ga3+离子后，Cr3+离子的发光由宽带发射变为窄带发射，这是由于Al”离子的掺入后改变了Cr3+离子周围的晶场，从而Cr3+离子的红光发射由原来的4T。一4A。变为2E一4A。跃迁发射。A1离子掺杂改善了样品的长余辉发光特性，并且A1离子含量达到O．5时显示出较长时间的肉眼可见的近红外余辉

6、发射。广东工业大学硕士学位论文采用高温固相法合成了ZnGa204：CP+磷光体。X射线衍射分析(XRD)表明少量Cr3+掺杂并未改变的ZnGa204结构。样品的发射光谱表明处于470和691nm处的峰分别是由于基质的带间跃迁和Cr3+离子的2E一4Az能级跃迁所致。样品的激发光谱表明位于260、300、410和550nm分别对应基质的带间跃迁、电荷迁移跃迁(CTB)、Cr3+离子的4A2--．4Tl和4A：一4T2能级跃迁。样品的近红外余辉发光在不同波长光激发下显示出不同，这主要是由于在不同波长光激发下样品的陷阱能级深度和陷阱中的电子有所不同。热释发光和光充电效

7、应都可以很好的为这一解释作例证。为考察Zn含量变化对ZnGa204：Cr3+的发光性能影响，采用高温固相法合成了Zn。Ga204：CP+o．005(x-O．98、1、1．02)长余辉发光材料。X射线衍射(XIm)图谱表明样品均为尖晶石结构且为ZnGa204相。样品的发射光谱体现Cr3+离子的特征发射，表明Cr3+离子处于[Ga06]八面体的强晶场氛围，另外随着zn含量的增加，三个样品的光致发光强度逐渐减弱。样品的余辉衰减曲线表明Zn不足的样品余辉性能最好。样品的热释发光曲线表明ZnGa204：Cr3+在Zn含量不足时体现最强的热释发光。光催化测试表明随Zn含量增

8、加，光催化能力下降。通过