通過能量傳遞實現(xiàn)KBaPO4:Ce3＋,Tb3＋熒光粉的光譜調(diào)控

焦妍梅,劉 杰

(青島科技大學(xué) 化學(xué)與分子工程學(xué)院,山東 青島266042)

稀土離子激活的無機(jī)材料常被用作制造光電子裝置中的發(fā)光材料[1]。這些光電子裝置在照明以及顯示行業(yè)應(yīng)用廣泛,具有提高能源利用率和優(yōu)化環(huán)境的優(yōu)點[2-4]。其中白光發(fā)光二極管(WLED)具有能耗低、體積小、壽命長、光效強(qiáng)、生產(chǎn)工藝簡單、環(huán)境友好、成本低廉等優(yōu)點。目前實現(xiàn)白光的方法主要有3種:一是將藍(lán)色LED 芯片與Y3Al5O12:Ce3＋黃色熒光粉組合起來的商用白色發(fā)光二極管,存在著顯色性較低,缺少暖色成分的缺點[5-6]。二是藍(lán)色LED 芯片與紅色/綠色熒光粉組合起來的白光LED,這種方法制成的白光LED 會受到熒光粉的發(fā)光性能的影響。三是將紅色、綠色和藍(lán)色熒光粉混合涂在近紫外LED 芯片上組合發(fā)出白光。這種方式具有顯色指數(shù)高,色溫可調(diào)的優(yōu)點[7-8]。

Tb3＋由于5D4-7F5躍遷在549 nm 處產(chǎn)生一個發(fā)射峰,因此常被用作綠光熒光粉的激活劑,但是Tb3＋的躍遷存在4f-4f禁帶,在紫外區(qū)域吸收能力較弱。Ce3＋由于f-d躍遷,摻入不同的基質(zhì)中會在紫外、近紫外甚至可見光區(qū)產(chǎn)生很強(qiáng)的吸收峰,可以彌補Tb3＋的吸收缺陷。在很多基質(zhì)中,都可以發(fā)生Ce3＋/Tb3＋的能量傳遞,例如鋁酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、氟化物等,因此Ce3＋/Tb3＋共摻的熒光粉可以用作白光LED 的綠色部分[9]。

本工作通過高溫固相法合成了一種顏色可調(diào)的熒光粉KBaPO4:Ce3＋,Tb3＋,并研究了其微觀結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光、能量傳遞機(jī)理和濃度猝滅機(jī)理。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

無水碳酸鉀(AR)、碳酸鋇(AR)、磷酸二氫銨(AR)、二氧化鈰(AR)、氧化鋱(AR),國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。……