Zn0.97Ga2O3.97:Cr3+，Bi3+熒光粉的制備及發(fā)光性能

樊燁明，崔玉格，黃 珂，陳 洋，黎 華，徐 慢，戴武斌

武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430205

無機(jī)熒光粉材料由于其高亮度、低能耗、高穩(wěn)定性及長壽命等優(yōu)點(diǎn)［1］，在眾多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用［2-4］。現(xiàn)代社會對熒光粉材料發(fā)光性能的要求不斷提高，因此改善熒光粉材料的發(fā)光性能成為研究的重點(diǎn)［5］。傳統(tǒng)的無機(jī)熒光粉材料多是由紫外光或藍(lán)光激發(fā)［6］，但是這些波長的光在生物組織中具有光通量高衰減、成像深度不足等缺點(diǎn)［7-8］。因此，在紫外光和藍(lán)光之外，研究出具有可被紅光激發(fā)特性的無機(jī)熒光粉將擁有更廣闊的應(yīng)用前景［9-11］。

近年來，通過研發(fā)一系列新穎的納米粒子（如ZnGa2O4：Cr3+），其納米粒子的持久發(fā)光可以在橙紅色發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）光源下被激活［12］，避免了激發(fā)光為紫外光和藍(lán)光時，紫外光和藍(lán)光在生物組織中光通量高衰減、成像深度不足的缺點(diǎn)。但是，這類無機(jī)熒光粉在紅色波段的吸收帶強(qiáng)度較低，發(fā)光效率不高，長余輝性能較差。為了進(jìn)一步改善ZnGa2O4：Cr3+紅色熒光粉的發(fā)光性能，按化學(xué)計(jì)量比減少3%的Zn2+，同時為保持電荷平衡，減少3%的O2-，基質(zhì)成分固定為鎵酸鋅（Zn0.97Ga2O3.97，ZGO），并且加入摻雜劑Cr3+和Bi3+，占據(jù)Ga3+的八面體位點(diǎn)，通過雙相水熱法制備了ZGO：xCr3+，yBi3+無機(jī)熒光粉，并分析了ZGO：xCr3+，yBi3+熒光粉的微觀形態(tài)、晶體結(jié)構(gòu)及發(fā)光性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

Zn（NO3）2·6H2O，Ga（NO3）3·xH2O，Cr（NO3）3·9H2O 和Bi（NO3）3·5H2O（質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為99%，上海阿拉丁）；甲苯，叔丁胺和油酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)：90%，工業(yè)級，Sigma Aldrich）；乙醇（上海化學(xué)試劑公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

采用雙相水熱法通過水-甲苯體系中相應(yīng)無機(jī)鹽的水解，合成大小可控的Zn0.97Ga2-x-yO3.97：xCr3+，yBi3+（ZGOCB）納米顆粒［13-14］。……