Mn为发光中心的长余辉材料的制备及其发光性能研究

• 作 者: 陈碧桑
• 机 构: 漳州师范学院
• 出 处: 漳州师范学院
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: Mn元素 高温固相法 长余辉材料 发光性能 平板显示器

长余辉材料已被广泛的应用于商业实用平板显示器中，如应急照明，道路标志，发光眼镜，陶瓷等。以Mn为发光中心的长余辉材料发光性能相对优异，且Mn价格相对于稀土元素较低廉，低毒等因素，使其成为当前长余辉材料研究一大热点。　　
本文主要合成并研究以Mn2＋为发光中心三种不同基质的长余辉发光材料。首先，采用燃烧法制备新型蓝绿色长余辉发光材料MgAl2O4：Mn2＋，Dy3＋。实验研究表明当碳酸锰的摩尔分数为1.0％，H3BO3的摩尔分数为0.12％，700℃下燃烧，1000℃煅烧1h时，发光体发光达到最佳。X射线衍射表征表明发光材料MgAl2O4属于尖晶石。此外，扫描了发光体的荧光光谱，发现MgAl2O4：Mn2＋和MgAl2O4：Mn2＋，Dy3＋在213nm处均有一个强激发峰，在492nm处有一个强蓝光发射峰，而MgAl2O4：Mn2＋，Dy3＋在518nm，525nm也有两个发射峰，其产生的原因是由于Mn2＋离子的4T1→6A1跃迁引起的。当样品中单掺杂Mn2＋或共掺杂Mn2＋和Dy3＋时，荧光光谱图中的各峰位置均没有发生改变，但峰强度有所增强，表明在共掺杂体系中存在Dy3＋→Mn2＋能量传递。　　
其次，采用高温固相法制备硅、镁掺杂红色长余辉Zn3(PO4)2：Mn2＋，并对其合成工艺进行研究，实验结果表明，在无预烧的情况下，在焙烧温度为900℃，焙烧时间为3h，硅的摩尔含量为0.02mmol时，余辉时间为116s，发光强度为272mcd/m2；在相同条件下，当掺杂镁的摩尔含量为0.01mmol时，余辉时间为118s，发光强度为296mcd/m2。　　
最后，采用高温固相法制备镁、锆掺杂Zn2SiO4：Mn2＋，并探讨了掺杂对发光性能的影响，当Mg2＋的掺杂量相对于Zn2SiO4的摩尔比为0.15％时，余辉时间为136s；而Zr4＋的掺杂量相对于Zn2SiO4的摩尔比为0.01％时，余辉时间为125s，发光效果最好。