钙钛矿型荧光粉的设计与合成

• 作 者: 苏彬彬
• 出 处: 西安建筑科技大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: LED 高温固相法 双钙钛矿 钒酸盐 钛酸盐

钙钛矿型复合氧化物因其合成工艺简单,具有良好的热稳定性和化学稳定性,在电学、磁学和催化等性质方面备受关注。近年来稀土离子掺杂的钙钛矿型氧化物M₂^IM^IIMO₆(M^I=Ca,Sr,Ba,Mg,Zn;M^II=Ca,Sr,Mg,Zn,Bi,Gd,La,Y;M=W,Mo,V,Ti,P,Nb,Ta)作为荧光粉基质材料也被广泛研究。钙钛矿型复合氧化物包含的晶体种类十分丰富,能够允许大量离子替换。本文设计并通过高温固相法合成了Eu³⁺,Sm³⁺,Bi³⁺,Gd³⁺,Dy³⁺掺杂的BiCa₂VO₆和La₂MgTiO₆基质荧光粉。1.采用高温固相法合成了Bi_1-xCa₂VO₆:xEu³⁺系列红色荧光粉。通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对其相结构和形貌进行了表征。BiCa₂VO₆:Eu³⁺荧光粉的主激发峰位于395 nm处,可以被InGaN芯片发射的紫外光有效激发。Eu³⁺的最佳掺杂浓度为0.1 mol。Bi_0.9Ca₂VO₆:0.1Eu³⁺荧光粉的T₅₀大约为150℃,热淬灭活化能ΔE为0.31 eV,具有良好的热稳定性。2.采用高温固相法合成了La_2-x-yMgTiO₆:xEu³⁺,yA³⁺(A³⁺=Sm³⁺,Bi³⁺,Gd³⁺)系列红色荧光粉。通过XRD和SEM对其相结构和形貌进行了表征。单掺杂Eu³⁺,共掺杂Eu³⁺/Sm³⁺,Eu³⁺/Bi³⁺,Eu³⁺/Gd³⁺荧光粉的主激发峰都位于396 nm附近,可以被InGaN芯片发射的紫外光有效激发。主发射峰都位于615 nm处。单掺杂Eu³⁺时荧光强度较弱,共掺杂敏化剂Sm³⁺/Bi³⁺/Gd³⁺提高了La_2-xMgTiO₆:xEu³⁺荧光粉的荧光性能,荧光强度分别是单掺杂Eu³⁺的1.88倍,1.31倍,1.32倍。3.采用高温固相法合成了La_2-x-yMgTiO₆:xB³⁺,yEu³⁺(B³⁺=Sm³⁺,Bi³⁺,Dy³⁺)系列荧光粉。通过XRD和SEM对其相结构和形貌进行了表征。首先合成了单掺杂的La₂MgTiO₆:Sm³⁺/Bi³⁺/Dy³⁺系列荧光粉,其次通过共掺杂Eu³⁺,增加红色成分,改变掺杂离子的浓度,调整红绿蓝三基色的比例,得到不同颜色的荧光粉。研究了Sm³⁺/Eu³⁺,Bi³⁺/Eu³⁺,Dy³⁺/Eu³⁺之间的能量传递机理。最佳掺杂浓度时能量传递效率分别为57.1%,19.2%和53.9%。能量传递机理分别为q-q相互作用,d-d相互作用,d-d相互作用。