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1、密 级 ： 学 校 代 码 ： 10075分 类 号 ： 学 号 ： 20080964工 学 硕 士 学 位 论 文三价稀土离子激活的 Sr2ZnMoO6荧光材料发光特性学 位 申 请 人 : 宋 延 春指 导 教 师 : 杨 志 平 研 究 员学 位 类 别 : 工 学 硕 士学 科 专 业 : 光 学 工 程授 予 单 位 : 河 北 大 学答 辩 日 期 : 二 一 三 年 五 月Classified Index: CODE: 10075U.D.C.: NO: 20080964A Dissertation for the Degree of M. EngineeringLuminesce
2、nt Properties of Trivalent rareearth ion activated Sr2ZnMoO6 PhosphorCandidate： Song YanchunSupervisor： Prof. Yang ZhipingAcademic Degree Applied for： Master of EngineeringSpecialty： Optical EngineeringUniversity： Hebei UniversityDate of Oral Examination： May, 2013X摘 要摘 要本 文 主 要 研 究 三 价 稀 土 离 子 Eu3+
3、、 Tb3+、 Dy3+和 Sm3+掺杂 Sr2ZnMoO6基 质 的 荧 光 材料，凭借实验测得的 X 射 线 衍 射 谱 、 激 发 光 谱 、 发 射 光 谱 、 色 坐 标 和 时 间 分 辨 光 谱 等 参数 详 细 研 究 了 荧 光 材 料 的 发 光 特 性 。 结 果 如 下 ：(1) 采用高温固相法制备了适合于近紫外 -蓝光激发的 Sr2xZnMoO6:xEu3+红色荧光粉。 X射线衍射谱显示制备样品为纯相 Sr2ZnMoO6晶体。激发光谱由电荷迁移带和 Eu3+特征激发峰组成，激发光谱主峰位于 395 nm 和 465 nm 处，对应于 Eu3+的 7F0 5L6和75F
4、0 5D2跃 迁 。 发 射 光 谱 主 峰 位 于 597 nm 和 624 nm， 分 别 对 应 Eu3+的 5D0 7F1和D0 7F2辐 射 跃 迁 。 发 射 光 谱 强 度 随 Eu3+掺 杂 量 x 的 增 加 呈 现 先 增 大 后 减 小 趋 势 ， 最佳 Eu3+掺 杂 量 x = 0.2。 分 别 掺 杂 Cl、 Li+、 Na+和 K+作 为 电 荷 补 偿 剂 ， 结 果 显 示 Li+补偿 效 果 最 为 显 著 ， 并 探 讨 了 Li+的 补 偿 浓 度 对 光 谱 的 影 响 。(2) 采用高温固相法合成了 Sr2ZnMoO6:Tb3+绿色荧光材料，并研究了
5、其发光性质。样品发 射 光 谱 峰 值 位 于 492、 545、 584、 620 nm, 分 别 对 应 Tb3+的 5D4 7F6、 5D4 7F5、5D4 7F4和 5D4 7F3辐 射 跃 迁 ， 主 峰 位 于 545 nm。激发光谱主峰位于 285 nm， 适 用于紫外光激发，属于电荷迁移带。分析了 Sr2ZnMoO6基质中 Tb3+浓度对其发光强度的 影 响 及 其 自 身 浓 度 猝 灭 机 理 。 研 究 了 不 同 电 荷 补 偿 剂 对 Sr2ZnMoO6:Tb3+材 料 发 光的 影 响 ， 其 中 Li+补 偿 效 果 最 为 明 显 。(3) 采用高温固相法制备了
6、 Sr2ZnMoO6:Dy3+发光材料并对其发光特性进行了研究。光谱显 示 ， Sr2ZnMoO6:Dy3+激 发 谱 由 峰 值 位 于 281 nm 的电荷迁移带和分布在 300 500nm 的特征激发峰组成，可有效地被紫外光和蓝光激发。特别是 281 nm 紫外光激发下 ,样 品 呈 现 较 强 黄 光 发 射 ， 主 峰 位 于 487 nm 和 575 nm,对应 Dy3+的 4F9/2 6H15/2,4F9/2 6H13/2跃 迁 。 研 究 了 Dy3+掺 杂 浓 度 对 Sr2ZnMoO6:Dy3+发 光 性 能 的 影 响 ， 随 Dy3+浓 度 增 加 ， 发 光 强 度
7、先 增 大 后 减 小 ， 最 佳 掺 杂 浓 度 为 0.04 mol, Y/B 值 基 本 不 变 。 根据 Dexter 理 论 分 析 其 浓 度 猝 灭 机 理 为 电 偶 极 -电 偶 极 相 互 作 用 。 样 品 色 坐 标 不 随 Dy3+掺 杂 浓 度 变 化 ， 测 量 均 呈 现 黄 光 发 射 。(4) 采 用 高 温 固 相 法 制 备 了 Sm3+掺 杂 的 Sr2ZnMoO6红 色 荧 光 材 料 ， 并 对 其 发 光 特 性 进 行了 研 究 。 射 线 衍 射 谱 表 明 所 制 备 样 品 为 纯 相 Sr2ZnMoO6晶 体 。 样 品 激 发 光 谱
8、 由 Sm3+I摘 要特 征 激 发 峰 和 电 荷 迁 移 带 (CTB)组 成 ， 激 发 光 谱 主 峰 位 于 284 nm(CTB)和 403nm(6H5/2-4L13/2)。 发 射 光 谱 由 一 系 列 锐 谱 组 成 ， 分 别 位 于 563 nm(4G5/2 6H5/2), 598nm(4G5/2 6H7/2), 607 nm (4G5/2 6H7/2), 645 nm(4G5/2 6H9/2)， 最 强 发 射 位 于 645 nm。随 着 Sm3+浓度的增大，发光强度先增大后减小，最佳掺杂浓度为 2 mol%， 并 探 讨了 其 浓 度 猝 灭 机 理 。 引 入 L
9、i+, Na+和 K+作为电荷补偿剂 ,均 使 Sr2ZnMoO6:Sm3+材 料 的发 射 强 度 得 到 了 增 强 ， 其 中 Li+离 子 补 偿 效 果 最 佳 。 实 验 测 量 了 Sm3+的 荧 光 寿 命 约为 0.7 ms， 色 品 坐 标 约 为 (x=0.617, y=0.342)。关 键 词 钼 酸 锶 锌 荧 光 材 料 三 价 稀 土 离 子 发 光IIAbstractAbstractThis paper is focused on the luminescent materials of Sr2ZnMoO6， which doped withrare-earth
10、 ions Eu3+, Tb3+, Dy3+ and Sm3+ and fabricated by high temperate solid statedmethod. The luminescent properties were studied and we have a preliminary theoreticalanalysis:(1) The Sr2xZnMoO6:xEu3+ red phosphors were synthesized via the high temperature solidstate reactions, which are suitable for nea
11、rly ultraviolet and blue light chips excited. TheX-ray diffraction patterns indicated that the sample is a pure phase of Sr2ZnMoO6. Theexcitation spectrum consists of charge transfer band and a series of peaks. The mainexcitation peaks are located at 395 nm (7F0 5L6) and 465 nm (7F0 5D2). Under thee
12、xcitation of 395 nm and 466 nm, the main emission is located at 597 nm and 624 nm,corresponding to 5D0 7F1 and 5D0 7F2 transition. The luminescent intensity firstlyincreased and then decreased with increasing Eu3+ content(x). It was found that theluminescent intensity has the superior value at Eu3+
13、content x of 0.2. The effect ofcharge compensator of Cl, Li+, Na+ and K+ ions on the luminescence properties wereinvestigated. The results indicate that the charge compensator of Li+ can give theoptimum effect.(2) A novel green phosphor Sr2ZnMoO6:Tb3+ was synthesized by high temperaturesolid-state r
14、eaction and its luminescence properties were investigated. The emission andexcitation spectra of Sr2ZnMoO6:Tb3+ phosphor were measured. It shows six majoremission peaks locating at 492 nm、 545 nm、 584 nm and 620 nm, which correspond tothe 5D4 7F6、 5D4 7F5、 5D4 7F4 and 5D4 7F3 typical transition of T
15、b3+, respectively.The excitation spectrum contains a great broad band extending from 220 to 330 nm andseveral weak peaks at 330500 nm, which can be excited by UV-LED. The mainemission peak locates at 545 nm. It was found that the luminescent intensity ofSr2ZnMoO6:xTb3+ powder changed along with diff
16、erent concentrations of Tb3+ ions, andconfirmed the mechanism of concentration self-quenching. The effects ofcharge-compensating of Li+, Na+ and K+ on the emission intensity were alsoinvestigated. It shows that Li+ gives the best improvement to enhance the intensity of theemission.IIIAbstract(3) Yellow phosphor Sr2ZnMoO6:Dy3+ was synthesized and its luminescence propertieswere inv
