离子替换对铝酸锶长余辉发光材料结构与发光性能的影响

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1、摘要捅斐稀土掺杂铝酸盐系列是一类新型节能环保材料，由于其具有的蓄光放光的功能备受人们青睐，亮度高、余辉时间长的优点使其实现了商业化运营，但仍存在发光颜色不丰富，合成温度高等缺点。另外，对发光机理的研究尚未也达成共识，所以这类材料仍然是人们的研究热点。Eu2+离子是最常用的一种稀土掺杂离子，一般作为发光中心。Eu2+离子电子构型为：4f75s25p65do，其发光是由4f65d_8S2／7(4f7)I艇所引起的，由于5d壳层电子能级是裸露的，受外界晶体场影响很大，故在不同基质晶体场中，5d能级被劈裂程度不同，导致了Eu2+离子的发光波长存在

2、很大不同。本文采用高温固相反应合成了S4A114025：Eu2+，Dy3+基质材料，为了研究Eu2+离子在不同基质结构中的发光，我们采用在原料中掺入Ca2+和Ba2+，增加掺入的量来不断替换基质中的Sr2+，讨论了起始反应物中锶钙(钡)的比例对样品结构，光致发光波长，余辉特性的调控作用，并结合热释光谱数据对余辉机理进行了初步研讨。采用高温固相法在1350摄氏度高温条件下，合成了名义组成为St4嚷CaxAl4025：Eu2+，Dy3+(X--0，o．8，1．6，2．4，3．2，4)长余辉发光材料。x射线衍射图谱显示随着Ca掺入量的不断增加，

3、样品物相结构EhSr4AIl4025正交晶系变为CaAl407单斜晶系，且样品均为单相，即Ca在Sr4．xCaxAll4025：Eu2+，Dy3+单相中的固溶极限为x<2．4。在物相结构保持为Sr4114025单相结构的样品中，其发射光谱均为宽带发射谱，且随着X的不断增加，样品发射峰位发生蓝移。余辉衰减特性表明在保持Sr4触14025单相结构的样品中，随着掺入Ca的量不同，其余辉慢衰减时间不同。热释光谱分析证实样品余辉衰减时间不同，是因为其中存在不同深度的陷阱能级，且陷阱深度越深，其余辉衰减时间越长。采用高温固相法合成了S‰Bax础140

4、25：Eu2+，Dy3十(X=0，O．8，1．6，2．4，3．2，4)长余辉发光材料。XRD显示随着Ba掺入量的不断增加，样品物相结构由Sr4A114025单相结构发生变化。当x--0．8时，产物物相为单斜结构SrAl204和磁铅矿结构SrAl12019组成结构共存；当x>1．6时，产物主相转变为BaAl204六角结构。即Ba在铝酸盐中的固溶极限为x<1．6。样品发射光谱均为宽带发射谱，在x>1．6的样品中，样品发射峰位均发生移动，即改变钡锶比(X值)，可以使得样品发光颜色有所改变。余辉光谱显示x>1．6时，产物的余辉发光是以BaAl20

5、4基质中Eu2+为发光中心，在BaAll2019晶体中，不产生长余辉现象。余辉衰减特性表明在主相保持BaAl204结构的样品中，随着Sr含量的不同，其余辉慢衰减时间不同。热释光谱分析证实样品余辉衰减时间不同，是因为其中存在不同深度的陷阱能级，且陷阱深度越深，其余辉衰减时间越长。对St4．xCaxAll4025：Eu2+，Dy3+和St4．。BaxAll4025：Eu2+，Dy3+长余辉发光材料而言，通过改变X(锶钙(钡)配比)的值来调控材料的发光颜色和余辉特性。关键词：铝酸盐体系长余辉发光材料；发光性能；固相法；热释光谱；陷阱H—————

6、————————————————————————————————————————————————————————————————————————一～ABSTRACTRare-earth-dopedaluminatesareenergy-efficientgreennewmateriaJswKchwerepopularbyhumanduetotheirfunctionoflight-absorbingandh嘶nescent．Rare-earth·dopedaluminatesachievedcommercialoperationbecau

7、Seoftheirexcellentpropertiesonhighbrightnessandlongafterglow．However,thesematerialshavesomeotherfailureslikesinglecolorandhighsynthesist锄perature．Innleseyears，studiesontheluminescentmechanismofrare—earth．dopedalu】[Ilinatesdon，treaChaconSensus·So，rare-earth-dopedaluminates

8、arestillresearchedbymanyresearchers．TheEu十waswidelyusedinrare—earth．dopedmaterials．Ingene棚，Eu2+、