稀土磷酸盐发光材料晶相调控及对发光特性的影响

发布时间：2024-03-03 19:01

　　稀土磷酸盐发光材料在显示、固体发光器件、太阳能电池等方面具有广泛的应用前景。在这类材料中,特定的晶相具有更优异的发光性能,因此研究稀土磷酸盐发光材料的制备、晶相调控及与发光特性的关系具有重要意义。本文采用水热法合成铕离子(Eu3+)掺杂的磷酸钇(YPO4)和磷酸铋(BiPO4)两种发光材料。基于晶相形成的条件因素,设计了调节PO43-摩尔浓度、改变pH值和引入添加剂Na2CO3三种调控方法,制备了 YPO4:Eu和BiPO4:Eu两个体系的粉末样品。采用XRD、FT-IR、SEM、PL等手段表征了样品的晶相、形貌和发光性能,研究了 YPO4:Eu和BiPO4:Eu的晶相形成过程及影响发光特性的主要因素,探讨了 YPO4:Eu和BiPO4:Eu发光材料制备与晶相调控因素之间的规律,分析了 YPO4:Eu和BiPO4:Eu在不同晶相下的激发光谱、发射光谱、寿命、量子效率、非辐射跃迁几率等发光特性。主要的研究结果如下:(1)研究证明,对于YPO4:Eu体系,晶相调控具有一定的规律:当参与反应的PO43-和RE3+(Y3++Eu3+)体系自由能相对较小时,倾向于生成六方相产物;当体系自由能升高...

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图１－１稀土磷酸盐的晶体结构丨ｌ４】（ａ）六方相（ｂ）四方相（ｃ）单斜相??Ｆｉｇ．?１－１?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｄｏｐｅｄ?ｐｈｏｓｐｈａｔｅｓ１１４１?（ａ）?ＨＰ?（ｂ）?ＴＰ?（ｃ）?ＭＰ??

如ＹＰ〇４通常以四方相（Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ?Ｐｈａｓｅ，?ＴＰ）、??六方相（Ｈｅｘａｇｏｎａｌ?Ｐｈａｓｅ，ＨＰ）和单斜相（Ｍｏｎｉｃｌｉｎｉｃ?Ｐｈａｓｅ，ＭＰ）存在［２７】，ＢｉＰ〇４?具有??六方相、低温单斜相（Ｌｏｗ?Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?Ｍｏｎｉｃｌｉｎｉｃ?Ｐｈ....

图１－３稀土相酸盐的晶体结构［３２】?（ａ）单斜相（ｂ）六方相（ｃ）四方相??Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｄｏｐｅｄ?ｍｏｌｙｂｄａｔｅｓ［３２］?（ａ）?ＭＰ?（ｂ）?ＨＰ?（ｃ）?ＴＰ??１．３．２稀土掺杂磷酸钇发光材料的晶相调控及研宄现状??作为磷酸盐中重要的一员，磷酸钇（ＹＰ０４）是一种能够广泛掺杂稀土离子和其它离??子的优异基质材料，具有较宽的间接带隙（？８．６ｅＶ）、高的介电常数（￣?

?陕西科技大学博士学位论文???？爆廳??、一ｂ?ｔ?？ｂ??（ａ）?（ｂ）??图１－２稀土氟化物的晶体结构ｉ｜４】?（ａ）?ａ相（ｂ）?ｐ相??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｄｏｐｅｄ?ｆｌｕｏｒｉｄｅｓ１１４１?（ａ）?ａ?....

图１－６?ＹＰ０４：Ｔｂ的晶相变化与发光特性（ａ）摻杂引起的晶相变化（ｂ）?ｐＨ引起的晶相变化（ｃ）??发光特性??Ｆｉｇ．?１－６?Ｐｈａｓｅ?ｃｈａｎｇｅ?ａｎｄ?ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ?ｏｆ?ＹＰ〇４：Ｔｂ［２６＇?（ａ）?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｏｐｉｎｇ?ｌｅｖｅ?

ｓ??（ａ）?（ｂ）??？ｐ?■?■?＜ｐ?Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ?ｐｈａｓｅ?ｆｒｏｍ：??３７〇?＂ｍ?■＊??Ｓ?＊〇．?＞．????Ｔｅｔｒａｇｏｎａｌ??１?ｋ?ｆ［－￣，??？?－■?■?－?■－???Ｈｅｘａｇｏｎａｌ??＾?Ａ??§?、一＇?１???－Ａｙ—?ｈｓ＾....

图１－７掺杂引起的Ｂｉｉ－ｘＰＯｔＥｕｘ的晶相变化与发光特性丨６９〗（ａ）?ＸＲＤ图（ｂ）发射光谱??Ｆｉｇ．?１－７?Ｔｈｅ?ｐｈａｓｅ?ｃｈａｎｇｅ?ａｎｄ?ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ?ｏｆ?Ｂｉｉ－ｘＰ〇４：Ｅｕｘ?ｃａｕｓｅｄ?ｂｙ?ｄｏｐｉｎｇ１６９】?（ａ）?ＸＲＤ?ｐａｔｔｅｒｎｓ?（ｂ）??

??在发光特性方面，将ＢｉＰ０４作为发光主体的研宄相比于其他类基质并不太多，但是??也有一些研究者在这方面开展了工作。中科院福建物质结构研究所的Ｍ?Ｚｈａｏ和Ｌ?Ｌｉ课??题组＾对ＢｉＰ０４是否能够作为发光主体进行研究，当不掺入Ｅｕ３＋时，可获得低温单斜相??的ＢｉＰ〇４，当Ｅｕ....

本文编号：3918241