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Si-N共掺对CaAl2O4:Eu^2+和CaAl2O4:Eu^2+,Sm^3+荧光粉荧光和余辉性能的优化
  • ISSN号:1000-4343
  • 期刊名称:《中国稀土学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ422[化学工程]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学材料科学与工程系能量转换材料重点实验室,安徽合肥230026
  • 相关基金:国家自然科学基金(51072191,11179037); 中国科学院百人计划
中文摘要:

采用高温固相反应法制备了不同浓度Si-N共掺的CaAl2O4:Eu^2+蓝色荧光粉,发现只需2%(摩尔分数)的Si-N共掺就可以明显提高荧光粉的荧光性能。研究还发现在CaAl2O4:Eu^2+,Sm^3+中掺入Si-N后,荧光粉的荧光强度和余辉性能都有提高。通过荧光粉的光谱图,发现共掺没有改变荧光粉中发光中心Eu离子的价态,而电子顺磁共振(EPR)谱则表明,Si-N共掺对Eu离子周围的配位环境产生了较大的影响。这说明掺杂的Si-N倾向于取代Eu2+附近的Al-O,并且由于Si-N键相对于Al-O键具有较短的键长,使发光中心周围晶体骨架的刚性得到了增强,从而减少了晶格热震动导致的非辐射跃迁能量损失,提高荧光粉的发光性能。同时,热释光谱表明,掺杂的Si-N会在发光离子周围产生新的缺陷能级,从而提高荧光粉的余辉性能。

英文摘要:

The CaAl2O4: Eu2+ blue phosphors with varied amount of Si-N co-doping were synthesized through high temperature solid state reaction.The photoluminescence property of phosphor could be significantly improved with only 2% Si-N co-doping.It was also found that the photoluminescence and afterglow performance of CaAl2O4:Eu2+,Sm3+ could be improved with Si-N co-doping.It was proved that the co-doping did not affect the valence of the Eu ions with photoluminescence spectra.However,the electron paramagnetic resonance(EPR) spectra showed that the Si-N co-doping greatly impacted the coordination environment around Eu ions,which meant that the Si-N bonds preferred to replace the Al-O bands around the Eu ions.Since the length of Si-N bond was shorter than the length of Al-O bond,the crystal rigidity around Eu ions might be enhanced as a result of the replacement and the non-radiative transitions caused by lattice thermal vibrations shall be reduced.The thermoluminescence spectra showed that the co-doped Si-N has produced a new defect energy level around Eu ions,and enhanced the afterglow performance.

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期刊信息
  • 《中国稀土学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国稀土学会
  • 主编:徐光宪
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:jrechina@263.net
  • 电话:010-62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-4343
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2365/TG
  • 邮发代号:2-612
  • 获奖情况:
  • 优秀科技期刊奖,中国科协择优资助期刊,中国科协期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:12811