鹽熒光粉的合成與發(fā)光性質(zhì)研究ppt課件

1、Tb3+ 、 Eu3+離子激活的堿土氟磷酸 鹽熒光粉的合成和發(fā)光性質(zhì)研究答辯人：岑國輝指導(dǎo)老師：梁宏斌引言1.研究意義2.研究現(xiàn)狀 稀土離子激活的熒光粉在大屏幕等離子顯示(PDP)和無汞熒光燈有著很好的應(yīng)用前景。PDP或無汞熒光燈用熒光粉是由傳統(tǒng)的三基色熒光燈用熒光粉發(fā)展而來，目前尚未發(fā)現(xiàn)專用熒光材料，目前PDP器件使用的熒光粉，其能量效率非常低，因而提高PDP或無汞熒光燈用稀土熒光粉的發(fā)光效率是一個(gè)亟待解決的問題。 國際上，各發(fā)達(dá)國家紛紛投入大量工作開展該方面研究。在國內(nèi)，利用國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室(NSRL)和正負(fù)電子對撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室(BEPC)北京同步輻射裝置(BSRF)的VUV光束線可進(jìn)行

2、這方面的研究。 稀土離子簡介1.稀土離子的特點(diǎn)2.Tb3+的發(fā)光特征3.Eu3+的發(fā)光特征 稀土離子的發(fā)光特性，主要取決于稀土離子4f層電子的性質(zhì)，隨著4f層電子數(shù)的變化，稀土離子表現(xiàn)出不同的電子躍遷形式和極其豐富的吸收和發(fā)射光譜。 Tb3+的發(fā)光吸收屬于4d-5f躍遷，它的寬帶能有效地吸收能量，是發(fā)光性能較好的稀土離子，其特征光是綠色光。 Eu3+作為紅色熒光粉的發(fā)光中心，表現(xiàn)出很好的發(fā)光性能，常以5D07F1，2成為主要的躍遷。 磷灰石結(jié)構(gòu) 堿土氟磷酸鹽屬于磷灰石結(jié)構(gòu)，其組成可用一般的公式M10(XO4)6Z2來表示，其中M=Ca2+、Sr2+、Ba2+；X=P、V、S、Si、Re；Z=F

3、、Cl、I、OH、O2、S2。它們大多數(shù)以六方晶系的空間構(gòu)型存在，空間群為P63/m。如Ca10(PO4)6F2磷灰石結(jié)構(gòu)屬于六方晶系，空間群為P63/m，每個(gè)晶胞由2個(gè)Ca5(PO4)3F單位構(gòu)成。當(dāng)中10個(gè)Ca2+封別位于對稱性不同的兩個(gè)格位上：其中4個(gè)Ca2+位于M格位，由9個(gè)O2提供配位，點(diǎn)群對稱性為C3；另外6個(gè)Ca2+位于M格位，由6個(gè)O2和一個(gè)F提供配位，點(diǎn)群對稱性為Cs Dieke能級(jí)圖實(shí)驗(yàn)部分合成路線：稱量研磨煅燒研磨測試方法：物相分析：XRD 光譜分析：熒光光譜測試1.M10-2xRxNax(PO4)6F2系列樣品的合成2.M10-2xRxNax(PO4)6F2系列樣品的測

4、試結(jié)果與討論1.樣品的合成1.1合成條件的確定 保溫溫度 氟化氨用量 升溫速率 保溫時(shí)間1.2 物相分析102030405060708090Relative intensity (a.u.)2-theta (degree)JCPDS 71-0881 Ca5(PO4)3FCa9.8Tb0.1Na0.1(PO4)6F2Ca9.4Tb0.3Na0.3(PO4)6F2 Ca9Tb0.5Na0.5(PO4)6F2Ca8TbNa(PO4)6F2 Ca6Tb2Na2(PO4)6F2Ca10-2xTbxNax(PO4)6F2系列樣品的XRD圖Ca6Eu2Na2(PO4)6F2樣品的XRD圖20406080Re

5、lative intensity (a.u.)2-theta (degree)JCPDS 71-0881 Ca5(PO4)3F Ca6Eu2Na2(PO4)6F2102030405060708090Relative intensity (a.u.)2-theta (degree)JCPDS 71-1316 Ba5(PO4)3F Ba6Eu2Na2(PO4)6F2Ba6Eu2Na2(PO4)6F2樣品的XRD圖2.光譜分析2.1 Tb3+激活熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜2002503003504004505005506006507000.08.0 x1051.6x1062.4x1063.2x1064.

6、0 x1064.8x1065.6x10601x1052x1053x1054x1055x1056x1057x1058x1055D4-7F35D4-7F45D4-7F55D4-7F6f-f transition (Tb3+)f-d transitionaRelative intensity (a.u.)Wavelength (nm)Ca6Tb2Na2(PO4)6F2 em=543 nm (a)bc ex=266 nm (b) ex=378 nm (c) Ca6Tb2Na2(PO4)6F2的激發(fā)和發(fā)射光譜2002503003504004505005506006507000.05.0 x1051.0

7、x1061.5x1062.0 x1062.5x1063.0 x1063.5x1064.0 x1064.5x1065.0 x1065.5x10601x1052x1053x1054x1055x1056x1057x1058x105aRelative intensity (a.u.)Wavelength (nm)Sr6Tb2Na2(PO4)6F2 em=543 nm (a)f-f transition (Tb3+)f-d transition5D4-7F35D4-7F45D4-7F55D4-7F6cb ex=266 nm (b) ex=378 nm (c)Sr6Tb2Na2(PO4)6F2的激發(fā)和發(fā)射

8、光譜2.2 Eu3+激活熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜2002503003504004505005506006507007500.02.0 x1054.0 x1056.0 x1058.0 x1051.0 x1061.2x1061.4x1061.6x1061.8x1060.05.0 x1041.0 x1051.5x1052.0 x1052.5x1053.0 x1053.5x1054.0 x1057F0-5D27F0-5L6af-f transition (Eu3+) CTB (Eu-O)Relative intensity (a.u.)Wavelength (nm)Ca6Eu2Na2(PO4)6F2 e

9、m=617 nm (a)5D0-7F45D0-7F35D0-7F25D0-7F15D0-7F0cb ex=268 nm (b) ex=394 nm (c)Ca6Eu2Na2(PO4)6F2的激發(fā)和發(fā)射光譜3.稀土離子濃度與發(fā)射強(qiáng)度的關(guān)系3.1 Tb3+發(fā)射強(qiáng)度與離子濃度關(guān)系012340.02.0 x1054.0 x1056.0 x1058.0 x1051.0 x106Relative intensity (a.u.)The content of Tb3+ (x)Ca10-2xTbxNax(PO4)6F2 ex=266 nm(a) ex=378 nm(b)Ca10-2xTbxNax(PO4)6F

10、2系列樣品發(fā)射強(qiáng)度與離子濃度關(guān)系圖0.00.51.01.52.00.02.0 x1054.0 x1056.0 x105Relative intensity (a.u.)The content of Tb3+ (x)Ca10-2xEuxNax(PO4)6F2 ex=268 nm(a) ex=394 nm(b)3.2 Eu3+發(fā)射強(qiáng)度與離子濃度關(guān)系Ca10-2xEuxNax(PO4)6F2系列樣品發(fā)射強(qiáng)度與離子濃度關(guān)系圖4. 結(jié)論 采用高溫固相法合成分別由Tb3+、Eu3+稀土離子激活的堿土氟磷酸鹽熒光粉，我們通過研究它們的發(fā)光性質(zhì)發(fā)現(xiàn)：摻雜Tb3+的熒光粉有較強(qiáng)的特征5D4-7F5綠光發(fā)射；而摻雜Eu3+的熒光粉則有較強(qiáng)的特征5D0-7F2紅光發(fā)射，說明氟磷酸鹽是一類發(fā)光性能較好的發(fā)光材料基質(zhì)。由于堿土氟磷