馮昕鈺, 樊國(guó)棟, 魏曉曉, 張國(guó)賢
(陜西科技大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院, 陜西 西安 710021)
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NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的制備及發(fā)光性能
馮昕鈺, 樊國(guó)棟*, 魏曉曉, 張國(guó)賢
(陜西科技大學(xué) 化學(xué)與化工學(xué)院, 陜西 西安 710021)
采用高溫固相法成功制備了一系列新型NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+熒光粉。通過(guò)X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)和熒光光譜儀對(duì)其晶型結(jié)構(gòu)、微觀形貌以及發(fā)光性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,所得樣品呈白鎢礦結(jié)構(gòu),空間點(diǎn)群結(jié)構(gòu)為I41/a,屬于四方晶系結(jié)構(gòu),顆粒尺寸在75~260 nm之間。在466 nm激發(fā)下,樣品發(fā)射出波長(zhǎng)為615 nm的紅光。通過(guò)對(duì)樣品的熒光壽命、發(fā)光機(jī)理和紅橙光分支比(R/O)分析發(fā)現(xiàn),Eu3+的濃度對(duì)樣品熒光壽命影響不大,壽命為0.38~0.39 ms;而隨著Eu3+摻雜濃度增加,R/O值逐漸減小,樣品對(duì)稱性增加。同時(shí)研究了Eu3+摻雜濃度及溫度對(duì)NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+材料發(fā)光強(qiáng)度的影響,結(jié)果表明NaY1-x-(MoO4)2∶xEu3+的濃度猝滅現(xiàn)象不明顯,但卻發(fā)生明顯的溫度猝滅現(xiàn)象。由此可見(jiàn),NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+在發(fā)光二極管(LED)用高效紅色熒光粉領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
濃度猝滅; 溫度猝滅; 發(fā)光機(jī)理; NaY(MoO4)2; R/O
隨著科技的不斷進(jìn)步,白光LED繼白熾燈、熒光燈和氣體放電燈成為第四代照明光源。由于其具有壽命長(zhǎng)、亮度大、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),被視為最具前景的照明技術(shù)[1-2]。實(shí)現(xiàn)白光LED的主要途徑有:組裝紅、綠、藍(lán)三基色芯片;組合Y3Al5O12∶Ce3+黃色熒光粉和InGaN藍(lán)光芯片,該方法為目前生產(chǎn)白光LED的主要途徑[3],但由于缺少紅色組分,所以顯色性較差;近紫外LED芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉,紅色組分的加入使得該方法成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)[4-6]。一種性能優(yōu)異的熒光粉不僅要具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì),同時(shí)也應(yīng)具有很好的顯色性?;|(zhì)是影響熒光粉發(fā)光性能的要素之一,鉬酸鹽作為基質(zhì)材料,不僅具有綠色環(huán)保、穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)和較寬的吸收帶以及發(fā)射帶等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),(MoO4)2-能夠?qū)⑽盏哪芰坑行У貍鬟f給摻雜離子。在鉬酸鹽基質(zhì)中,Mo6-位于四面體的中心,周圍頂點(diǎn)圍繞著4個(gè)相同的O2-,具有很好的穩(wěn)定性[7]。因此,對(duì)于發(fā)光材料來(lái)說(shuō),鉬酸鹽不失為一類優(yōu)異的基質(zhì)材料[8-10],其中,白鎢礦結(jié)構(gòu)雙陽(yáng)離子鉬酸鹽基質(zhì)ARE(MoO4)2(A=Li、Na、K) 更是成為近年來(lái)無(wú)機(jī)發(fā)光材料領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)。目前,已經(jīng)報(bào)道過(guò)一些以雙陽(yáng)離子鉬酸鹽為基質(zhì)的發(fā)光材料,如王軼卓等[11]采用高溫固相法制備了ALn(MoO4)2∶Er3+(A=Na, K;Ln=La,Y)熒光粉,討論了不同基質(zhì)對(duì)熒光粉溫度猝滅的影響。Zhao等[12]采用溶膠凝膠法在400~550 ℃下制備的Li8Bi4-(MoO4)7∶Dy3+熒光粉可被近紫外光有效激發(fā)并發(fā)射產(chǎn)生白光,通過(guò)改變Dy3+的摻雜濃度,可以對(duì)其色坐標(biāo)進(jìn)行改變。Zheng等[13]研究了pH對(duì)NaY(MoO4)2∶Tb3+晶型的影響,并討論了其光學(xué)性能,當(dāng)pH=7~8時(shí),其發(fā)光性能最佳。
由于Eu3+優(yōu)異的紅色發(fā)光效應(yīng),人們對(duì)Eu3+摻雜的無(wú)機(jī)發(fā)光材料進(jìn)行了大量的研究。本文成功制備了一系列新型NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+熒光粉。研究了不同濃度Eu3+的摻雜對(duì)NaY(MoO4)2的結(jié)構(gòu)、形態(tài)及光學(xué)性能的影響,同時(shí)對(duì)NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜、熱釋性以及相關(guān)的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的分析,討論了樣品的熒光壽命和色坐標(biāo)。
2.1原料及主要儀器
原料:碳酸鈉Na2CO3(99.9%);氧化釔Y2O3(99.9%);三氧化鉬MoO3(99.5%);氧化銪Eu2O3(99.9%)。
儀器:日本理學(xué)Ultima Ⅳ型X射線衍射儀(XRD);法國(guó)HORIBA Flouromax-4p型熒光儀;TAP-02型高溫?zé)晒饪刂破鳎籋ATACHI公司S-4800型掃描電子顯微鏡(SEM)。
2.2制備方法
采用高溫固相法制備NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+(x=0.02,0.05,0.08,0.10,0.15,0.18,0.20,0.25,0.30,0.35)。按照上述化學(xué)計(jì)量比稱量所需原料,在瑪瑙研缽中研磨30 min,將其置于氧化鋁坩堝內(nèi),放入馬弗爐中在550 ℃下煅燒4 h,自然冷卻至室溫,充分研磨后即得到不同濃度Eu3+摻雜的熒光粉。
2.3測(cè)試與表征
采用XRD對(duì)樣品的晶型結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,輻射源為Cu靶,Kα輻射,λ=0.154 06 nm,40 kV,40 mA,掃描速度4(°)·min-1,步長(zhǎng)0.02°,測(cè)量角度2θ=5°~90°。采用熒光儀對(duì)樣品的激發(fā)光譜、發(fā)射光譜和壽命衰減曲線進(jìn)行分析,激發(fā)光源為150 W氙燈,發(fā)射和激發(fā)檢測(cè)器狹縫寬度均為1 nm,采用加熱附件測(cè)量樣品的熱釋性。采用SEM觀察樣品的微觀形貌。制樣時(shí),將鋁箔紙裁剪為合適大小貼于導(dǎo)電膠上后,貼在樣品臺(tái)上,取少量待測(cè)樣品溶于乙醇溶液中,放入超聲清洗儀中超聲10 min,用針管取上層液體滴在鋁箔紙表面,放置數(shù)小時(shí)晾干后即可測(cè)試。
3.1NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的晶型與形貌分析
圖1為NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+與標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)比的XRD圖。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),所制備的樣品與白鎢礦結(jié)構(gòu)NaY(MoO4)2的標(biāo)準(zhǔn)卡片JCPDS No. 52-1802基本一致,空間點(diǎn)群結(jié)構(gòu)為I41/a,屬于四方晶系結(jié)構(gòu)。譜圖中出現(xiàn)部分微弱的雜質(zhì)峰,分別為反應(yīng)不完全的MoO3和中間產(chǎn)物Na2MoO4的衍射峰。樣品的晶胞參數(shù)、晶胞體積和晶粒尺寸均被計(jì)算(詳見(jiàn)表1),數(shù)據(jù)顯示,隨著Eu3+摻雜濃度的增加,Eu3+摻雜樣品的晶胞體積逐漸增大,這是由于Eu3+(CN=8)的半徑0.094 7 nm比Y3+(CN=8)的半徑0.090 0 nm略大,當(dāng)Eu3+進(jìn)入到NaY(MoO4)2中取代Y3+時(shí)會(huì)引起晶格的擴(kuò)大,從而導(dǎo)致晶胞參數(shù)和晶胞體積的變大。根據(jù)Scherrer公式可計(jì)算出不同濃度Eu3+摻雜樣品的晶粒尺寸,從表1中可以看出,隨著摻雜濃度的增加,樣品的晶粒尺寸逐漸減小,說(shuō)明Eu3+摻雜對(duì)晶體的生成有一定程度的抑制作用,這和文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果相一致[14-16]。

圖1 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的XRD圖譜

表1 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的晶胞參數(shù)、晶胞體積和晶粒尺寸
圖2為樣品NaY0.82(MoO4)2∶0.18Eu3+的SEM圖,圖2(a)為樣品在放大30 000倍下的SEM圖,圖2(b)為樣品在放大50 000倍下的SEM圖。從圖中均可以看出,所制備的粒子表現(xiàn)為多面體形狀,顆粒尺寸約在75~260 nm之間,與上述計(jì)算晶粒尺寸相比略大,說(shuō)明樣品有輕微團(tuán)聚現(xiàn)象產(chǎn)生。

圖2 NaY0.82(MoO4)2∶0.18Eu3+的SEM圖。(a) 低放大倍數(shù);(b) 高放大倍數(shù)。
3.2發(fā)光性能
3.2.1 激發(fā)光譜
圖3為樣品NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+(x=0.02,0.05,0.08,0.10,0.15,0.18,0.20,0.25,0.30,0.35)的激發(fā)光譜,監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)為615 nm。該光譜主要由以下兩部分組成:第一部分是由220~360 nm的寬譜組成的電子轉(zhuǎn)移帶(CTB),峰值位于308 nm。根據(jù)軌道理論,CTB的產(chǎn)生是由于O2-的2p軌道至Eu3+的4f以及Mo6-的4d軌道間的電子轉(zhuǎn)移[17]。另一部分是由于Eu3+的4f-4f躍遷引起的,表現(xiàn)為363,383,396,417,466,536 nm等一系列銳峰,分別對(duì)應(yīng)7F0→5D4、7F0→5L7、7F0→5L6、7F0→5D3、7F0→5D2、7F0→5D1的電子躍遷。其中最強(qiáng)的兩個(gè)激發(fā)峰位于393 nm和466 nm,說(shuō)明這類熒光粉可以很好地被近紫外和藍(lán)光激發(fā)。

圖3 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的激發(fā)光譜
3.2.2 發(fā)射光譜
圖4為樣品NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+(x=0.02,0.05,0.08,0.10,0.15,0.18,0.20,0.25,0.30,0.35)在室溫下的發(fā)射光譜,激發(fā)波長(zhǎng)為466 nm。樣品在615 nm處有一個(gè)強(qiáng)發(fā)射峰,屬于Eu3+的4f-4f躍遷(5D0→7F2)。由于受到周圍晶體場(chǎng)環(huán)境的影響,發(fā)射峰分裂為兩個(gè)峰(612 nm和615 nm)。圖中分別位于592,654,701 nm處的3個(gè)較弱的發(fā)射峰,歸屬于Eu3+的5D0→7F1、5D0→7F3、5D0→7F4躍遷。通過(guò)對(duì)比不同濃度Eu3+摻雜對(duì)樣品發(fā)光性能的影響發(fā)現(xiàn),隨著Eu3+的濃度增加,樣品的發(fā)射強(qiáng)度逐漸增大,x=0.08時(shí)強(qiáng)度達(dá)到最大,繼續(xù)增加Eu3+的濃度,發(fā)射強(qiáng)度基本保持不變。
稀土離子4f-4f躍遷產(chǎn)生的發(fā)光效應(yīng)主要受電偶極或磁偶極作用的影響[18]。根據(jù)Judd-Ofeld理論[19],樣品在592 nm(5D0→7F1)的躍遷為典型的磁偶極躍遷,相應(yīng)于Eu3+占據(jù)基質(zhì)中的對(duì)稱格位,受周圍環(huán)境的影響較小;而615 nm(5D0→7F2)的躍遷屬于典型的電偶極躍遷,相應(yīng)于Eu3+占據(jù)基質(zhì)中的非對(duì)稱性格位,對(duì)周圍環(huán)境的變化非常敏感。由圖4可以看出,磁偶極躍遷592 nm(5D0→7F1)相較于電偶極躍遷615 nm(5D0→7F2)要弱得多。同時(shí),我們也可根據(jù)5D0→7F2躍遷與5D0→7F1躍遷的熒光強(qiáng)度之比(R/O)來(lái)衡量Eu3+占據(jù)格位對(duì)稱性的強(qiáng)弱[20]。通常認(rèn)為Eu3+和O2-的相互作用的本質(zhì)是O2-的2p軌道和Eu3+的4f空軌道之間的電子轉(zhuǎn)移,并與Eu3+的自旋軌道耦合和晶體場(chǎng)環(huán)境高度相關(guān),而耦合作用的強(qiáng)弱主要取決于Eu3+和O2-的平均距離。樣品的R/O值詳見(jiàn)表2。結(jié)果顯示,隨著Eu3+摻雜濃度的增加,樣品的R/O值逐漸減小。由Judd-Ofeld理論可證明體系中R/O值減小使得Eu3+-O2-的共價(jià)性減弱,從而使得樣品對(duì)稱性增加,這可能是由于周圍環(huán)境對(duì)Mo6--O2--Eu3+間平均距離作用的結(jié)果。同時(shí),樣品Eu3+-O2-共價(jià)性的減弱使得其間的距離增加,從而導(dǎo)致基質(zhì)的晶格擴(kuò)大,這與上文XRD晶胞體積的計(jì)算結(jié)果相一致。

圖4 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的發(fā)射光譜

表2 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的R/O值
3.3熒光壽命及色坐標(biāo)
樣品NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的光強(qiáng)衰減曲線可由單指數(shù)函數(shù)來(lái)模擬[21]:
I=I0exp(-t/τ)
(1)
其中,I為發(fā)光強(qiáng)度,I0為初始發(fā)光強(qiáng)度,τ為熒光壽命。圖5為NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的光強(qiáng)衰減曲線,圖中測(cè)量值與公式(1)能夠很好地?cái)M合。壽命測(cè)量值和色坐標(biāo)詳見(jiàn)表3,不同濃度摻雜的樣品的壽命為0.38~0.39 ms左右,樣品壽命足夠短,說(shuō)明其能夠應(yīng)用于固態(tài)照明中[22-24]。

圖5 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的光強(qiáng)衰減曲線

表3 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的色坐標(biāo)及壽命
光致發(fā)光樣品呈現(xiàn)的顏色可用色度坐標(biāo)來(lái)表示,其結(jié)果可利用發(fā)射光譜數(shù)據(jù)通過(guò)CIE1931(Commission International de L’Eclairage)系統(tǒng)的色度坐標(biāo)計(jì)算方法得到。圖6為樣品NaY1-x-(MoO4)2∶xEu3+的色坐標(biāo)圖,插圖為樣品在紫外光下的發(fā)光效果圖。由圖中可以看出,樣品隨Eu3+摻雜濃度的增加其色坐標(biāo)沿A→B向紅光區(qū)域移動(dòng)。

圖6 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的CIE1931色度圖
Fig.6 Chromaticity diagram(CIE) of NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+
3.4發(fā)光機(jī)制
圖7為NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制??梢钥闯觯芰坑呻娮愚D(zhuǎn)移帶(CTB)轉(zhuǎn)移至Eu3+,被基態(tài)7F0吸收并躍遷至激發(fā)態(tài)。電子被激發(fā)至5D2能級(jí),能量經(jīng)過(guò)平衡輻射轉(zhuǎn)移至5D0后,再經(jīng)過(guò)非平衡輻射至7FJ(J=1,2,3,4)發(fā)出紅光。

圖7 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的能量轉(zhuǎn)移機(jī)制
Fig.7 Energy transfer diagram for theNaY1-x(MoO4)2∶xEu3+
3.5熱釋性
熒光粉的熱釋性對(duì)LED的應(yīng)用具有重要的意義。圖8為在466 nm激發(fā)下,樣品分別在30,50,70,100,150,200,250,300 ℃下所測(cè)得的615 nm發(fā)射強(qiáng)度隨溫度的變化關(guān)系曲線。由圖中可以看出,隨著溫度的升高,發(fā)射強(qiáng)度逐漸降低,當(dāng)Eu3+摻雜摩爾分?jǐn)?shù)為0.08時(shí),溫度由30 ℃升至50 ℃,發(fā)射強(qiáng)度急劇下降,發(fā)生明顯的溫度猝滅現(xiàn)象。

圖8 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+的 615 nm發(fā)射強(qiáng)度隨溫度的變化曲線
Fig.8 Emission intensities of NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+as a function of temperature (λem=615 nm)
樣品發(fā)生溫度猝滅現(xiàn)象是由于發(fā)生無(wú)輻射躍遷的幾率增大,使得能量損失增加,發(fā)射強(qiáng)度降低。電子發(fā)生無(wú)輻射躍遷的速率在一定程度上決定了溫度對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的影響,而無(wú)輻射躍遷的速率又與溫度相關(guān)[25-26]。這種現(xiàn)象可以通過(guò)圖9來(lái)解釋,曲線g為Eu3+處于基態(tài)時(shí)的能級(jí),曲線e為激發(fā)態(tài)能級(jí),兩條位形曲線相交于F點(diǎn)。常溫下,當(dāng)Eu3+受到光源激發(fā)時(shí),電子由g能級(jí)躍遷至e能級(jí),隨后電子通過(guò)非輻射弛豫下降至曲線的最低點(diǎn)C處,然后沿著路徑a經(jīng)過(guò)輻射躍遷返回到基態(tài)。隨著溫度的逐漸升高,發(fā)光中心在C點(diǎn)可能就不會(huì)失去振動(dòng)能發(fā)生輻射躍遷,而是獲得能量ΔE,到達(dá)兩條位形坐標(biāo)的交點(diǎn)F。由于電子-聲子耦合作用,系統(tǒng)會(huì)沿著路徑FBA無(wú)輻射躍遷回基態(tài),從而發(fā)生溫度猝滅。

圖9 NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+位形坐標(biāo)曲線
Fig.9 Configurational coordinate diagram of the NaY1-x-(MoO4)2∶xEu3+
本文成功制備了一系列新型NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+熒光粉。這種熒光粉能夠被近紫外和藍(lán)光激發(fā)并發(fā)射出紅光,主要發(fā)射波長(zhǎng)位于615 nm(5D0→7F2)。通過(guò)對(duì)R/O分析發(fā)現(xiàn),隨著Eu3+摻雜濃度的增加,R/O逐漸減小,說(shuō)明樣品的對(duì)稱性增加,這可能是由于Mo6--O2--Eu3+間平均距離改變作用的結(jié)果。但熒光粉對(duì)Eu3+的濃度不敏感,濃度猝滅效應(yīng)不明顯,同時(shí)通過(guò)對(duì)樣品的熱釋性研究發(fā)現(xiàn),樣品表現(xiàn)出強(qiáng)烈的溫度猝滅現(xiàn)象。采用位形坐標(biāo)對(duì)該現(xiàn)象進(jìn)行分析,結(jié)果表明,造成其溫度猝滅的主要原因是電子-聲子耦合作用使得電子發(fā)生無(wú)輻射躍遷的幾率增加,從而產(chǎn)生溫度猝滅現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)樣品的壽命衰減曲線的分析發(fā)現(xiàn),不同濃度Eu3+摻雜的樣品的熒光壽命在0.38~0.39 ms之間。隨著Eu3+摻雜濃度的增加,樣品的色坐標(biāo)在CIE1931色度圖上由橙紅色向紅色部分移動(dòng),說(shuō)明Eu3+摻雜濃度越大,色坐標(biāo)越接近紅色區(qū)域。以上結(jié)果表明,NaY1-x-(MoO4)2∶xEu3+在發(fā)光器件和固態(tài)照明等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
[1] LEE J S, ARUNKUMAR P, KIM S,etal.. Smart design to resolve spectral overlapping of phosphor-in-glass for high-powered remote-type white light-emitting devices [J].Opt.Lett., 2014, 39(4):762-765.
[2] XUAN T T, LIU J Q, XIE R J,etal.. Microwave-assisted synthesis of CdS/ZnS∶Cu quantum dots for white light-emitting diodes with high color rendition [J].Chem.Mater., 2015, 27(4):1187-1193.
[3] 肖華, 呂毅軍, 朱麗虹, 等. 遠(yuǎn)程熒光體白光發(fā)光二極管的發(fā)光性能 [J]. 光子學(xué)報(bào), 2014, 43(5):0523003-1-6. XIAO H, LV Y J, ZHU L H,etal.. Luminous performance of remote phosphor white LED [J].ActaPhoton.Sinica, 2014, 43(5):0523003-1-6. (in Chinese)
[4] JUNG H S, KIM Y J, HA S W,etal.. White light-emitting diodes using thermally and photochemically stable fluorescent silica nanoparticles as color-converters [J].J.Mater.Chem. C, 2013, 1(37):5879-5884.
[5] GEORGE N C, DENAULT K A, SESHADRI R. Phosphors for solid-state white lighting [J].Annu.Rev.Mater.Res., 2013, 43(1):481-501.
[6] 楊志平, 方恒九, 李旋旋, 等. SrLiAl3N4∶Eu2+紅色熒光粉的制備與發(fā)光特性 [J]. 發(fā)光學(xué)報(bào), 2016, 37(1):1-6. YANG Z P, FANG H J, LI X X,etal.. Syntheis and luminescence properties of SrLiAl3N4∶Eu2+red phosphor [J].Chin.J.Lumin., 2016, 37(1):1-6. (in Chinese)
[7] ZHANG X, LIU Y F, LU B Y,etal.. Molten salt synthesis and tunable photoluminescent properties of Eu3+-Tb3+doped NaY(MoO4)2microcrystals [J].J.Mater.Sci.-Mater.Electron., 2015, 26(5):2987-2994.
[8] DUTTA S, SOM S, SHARMA S K. Luminescence and photometric characterization of K+compensated CaMoO4∶Dy3+nanophosphors [J].DaltonTrans., 2013, 42(26):9654-9661.
[9] GAI S L, LI C X, YANG P P,etal.. Recent progress in rare earth micro/nanocrystals: soft chemical synthesis, luminescent properties, and biomedical applications [J].Chem.Rev., 2013, 114(4):2343-2389.
[10] KACZMAREK A M, VAN HECKE K, VAN DEUN R. Enhanced luminescence inLn3+-doped Y2WO6(Sm, Eu, Dy) 3D microstructures through Gd3+codoping [J].Inorg.Chem. 2014, 53(18):9498-9508.
[11] 王軼卓, 張艷秋, 林成新, 等. 溫度對(duì)ALn(MoO4)2∶Er3+熒光粉發(fā)光性質(zhì)的影響 [J]. 發(fā)光學(xué)報(bào), 2015, 36(12):1355-1362. WANG Y Z, ZHANG Y Q, LIN C X,etal.. Temperature dependence of fluorescent properties ofALn(MoO4)2∶Er3+phosphors [J].Chin.J.Lumin., 2015, 36(12):1355-1362. (in Chinese)
[12] ZHAO J, GUO C F, SU X Y,etal.. Electronic structure and luminescence properties of phosphor Li8Bi2(MoO4)7∶Dy3+[J].J.Am.Ceram.Soc., 2014, 97(6):1878-1882.
[13] ZHENG H, CHEN B J, YU H Q,etal.. Influence of microwave hydrothermal reaction factor on the morphology of NaY(MoO4)2nano-/micro-structures and luminescence properties of NaY(MoO4)2∶Tb3+[J].RSCAdv., 2015, 5(69):56337-56347.
[14] GHOSH S K, ROUT S K, TIWARI A,etal.. Structural refinement, Raman spectroscopy, optical and electrical properties of (Ba1-xSrx)MoO4ceramics [J].J.Mater.Sci.-Mater.Electron., 2015, 26(11):8319-8335.
[15] ZHANG W Y, VALLOPPILLY S, LI X Z,etal.. Magnetism of rapidly quenched Sm1-xZrxCo5nanocrystalline materials [J].IEEETrans.Magnet., 2013, 49(7):3353-3355.
[16] LI Y J, HAO S E, XIA X,etal.. Preparation, structure, and electrical properties of Ca1-xErxMnO3powders [J].J.Elecron.Mater., 2013, 42(4):745-751.
[17] WANG Z J, LI P L, GUO Q L,etal.. Solid-state synthesis and luminescent properties of yellow-emitting phosphor NaY(MoO4)2∶Dy3+for white light-emitting diodes [J].Luminescence, 2015, 30(6):842-846.
[18] 付作嶺, 董曉睿, 盛天琦, 等. 納米晶體中稀土離子的發(fā)光性質(zhì)及其變化機(jī)理研究 [J]. 中國(guó)光學(xué), 2015, 8(1):139-144. FU Z L, DONG X R, SHENG T Q,etal.. Luminescene properties and various mechanisms of rare earth ions in the nanocrystals [J].Chin.Opt., 2015, 8(1):139-144. (in Chinese)
[19] 徐敘瑢, 蘇勉曾. 發(fā)光學(xué)與發(fā)光材料 [M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2004:172-175. XU X R, SU M C.LuminescenceandLuminescentMaterials[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2004:172-175. (in Chinese)
[20] DAI P P, ZHANG X T, ZHOU M,etal.. Thermally stable pyrochlore Y2Ti2O7∶Eu3+orange-red emitting phosphors [J].J.Am.Ceram.Soc., 2012, 95(2):658-662.
[21] YANG W J, LUO L Y, CHEN T M,etal.. Luminescence and energy transfer of Eu- and Mn-coactivated CaAl2Si2O8as a potential phosphor for white-light UVLED [J].Chem.Mater., 2005, 17(15):3883-3888.
[22] LI X Z, LIN Z B, ZHANG L Z,etal.. Growth, thermal and spectral properties of Nd3+-doped NaGd(MoO4)2crystal [J].J.Cryst.Growth, 2006, 290(2):670-673.
[23] LI X Z, WANG G F. Spectral parameters of Nd3+ion in Nd3+∶NaGd(MoO4)2crystal [J].Chin.J.Struct.Chem., 2006, 25(4):392-394.
[24] VORON’KO Y K, SUBBOTIN K A, SHUKSHIN V E,etal.. Growth and spectroscopic investigations of Yb3+-doped NaGd(MoO4)2and NaLa(MoO4)2-new promising laser crystals [J].Opt.Mater., 2006, 29(2-3):246-252.
[25] 林燕金, 黃衍堂, 吳錦樹(shù), 等. 稀土熒光特性與溫度關(guān)系 [J]. 光子學(xué)報(bào), 2016, 45(1):0116002. LIN Y J, HUANG Y T, WU J S,etal.. Relationship between rare earth fluorescence characteristic and temperature [J].ActaPhoton.Sinica., 2016, 45(1):0116002. (in Chinese)
[26] XIN S Y, WANG Y H, ZHU G,etal.. Structure- and temperature-sensitive photoluminescence in a novel phosphate red phosphor RbZnPO4∶Eu3+[J].DaltonTrans., 2015, 44(36):16099-16106

馮昕鈺(1989-),女,陜西咸陽(yáng)人,碩士研究生,2011年于陜西科技大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位,主要從事稀土摻雜光致發(fā)光材料的研究。

E-mail: fengxinyv@163.com樊國(guó)棟(1964-),男,山西運(yùn)城人,博士,教授,2005年于北京理工大學(xué)獲得博士學(xué)位,主要從事環(huán)境污染物凈化催化材料、光致發(fā)光材料以及天然油脂改性化學(xué)品的研究。
E-mail: fangd@sust.edu.cn
Preperation and Luminescence Properties of NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+
FENG Xin-yu, FAN Guo-dong*, WEI Xiao-xiao, ZHANG Guo-xian
(CollegeofChemistry&ChemicalEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xi’an710021,China)
*CorrespondingAuthor,E-mail:fangd@sust.edu.cn
A series phosphors of NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+were prepared by a solid-state reaction, and their crystal structure, microstructure and luminescence properties were investigated by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and fluorescence spectrophotometer. The phosphors possess scheelite tetragonal crystal structure with a space groupI41/a, the particle size is between 75-260 nm, and the samples show intense peak at 615 nm under the excitation of 466 nm. The decay curves of NaY1-x(MoO4)2∶xEu3+, luminescent mechanism and the luminescence branch ratio (R/O) were also studied. The result shows that the concentration of the Eu3+have small influence on the lifetime of the samples, and the lifetime is about 0.38-0.39 ms, and the R/O ratio decreases with the increase of the Eu3+, so that the symmetry of the samples increases. With the concentration increase of the doped Eu3+, the sample doesn’t show concentration quenching clearly, while the phosphor shows thermal quenching obviously through the studied on the temperature stability. All these results suggest that the obtained powder phosphor has potential application in the field of light-emitting diode.
concentration quenching; thermal quenching; luminescent mechanism; NaY(MoO4)2; R/O
2016-06-28;
2016-08-29
陜西省工業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2016GY-142); 陜西省教育廳重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研計(jì)劃(14JS015); 陜西科技大學(xué)研究生創(chuàng)新基金資助項(xiàng)目 Supported by Industrial Science and Technology Project of Shaanxi Province(2016GY-142); Key Laboratory of Shaanxi Provincial Department of Education(14JS015); Graduate Student Innovation Fund of Shaanxi University of Science and Technology
1000-7032(2017)01-0013-08
O482.31
A
10.3788/fgxb20173801.0013