Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的制備及光譜性質(zhì)

王楚盈，鐘澤宇，肖水秀，宋偉利，曾麗竹，顏逸婧，孫曉園*

（長春師范大學(xué) 物理學(xué)院，吉林長春 130032）

Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的制備及光譜性質(zhì)

王楚盈，鐘澤宇，肖水秀，宋偉利，曾麗竹，顏逸婧，孫曉園*

（長春師范大學(xué) 物理學(xué)院，吉林長春 130032）

用高溫固相反應(yīng)法合成了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+紅光熒光粉，研究了樣品的發(fā)光性質(zhì)。在紫外光和近紫外光激發(fā)下，樣品的發(fā)射光譜為 Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4）特征發(fā)射組成。熒光粉的激發(fā)光譜由寬帶峰和銳峰組成。其中寬帶峰是位于紫外區(qū)的 O2→ Eu3+的電荷遷移躍遷，銳峰是位于近紫外和可見光區(qū)的 Eu3+的 f-f躍遷吸收。Sr3Al2O6：Eu3+是一種適于紫外光激發(fā)的紅光熒光粉。

發(fā)光；熒光粉；光譜

1 引言

稀土元素具有一般元素所無法比擬的光譜學(xué)性質(zhì)，因此稀土材料在發(fā)光材料中的應(yīng)用格外引人矚目。稀土發(fā)光材料對時代的發(fā)展起著重要的作用，它廣泛應(yīng)用于通訊衛(wèi)星、雷達(dá)、航天飛機(jī)等高科技領(lǐng)域，在人們的日常生活中也有廣泛的應(yīng)用。在三價稀土離子中，Eu3+的發(fā)光屬于窄帶發(fā)射，在紅光范圍內(nèi)有良好的發(fā)光特性，是一種很好的紅色熒光粉激活劑。本文以 Sr3Al2O6為基質(zhì)，摻雜 Eu3+進(jìn)行研究，采用高溫固相法合成了的 Sr3Al2O6：Eu3+熒光粉，研究晶體結(jié)構(gòu)性質(zhì)和其發(fā)光性質(zhì)。

2 實(shí)驗部分

采用高溫固相反應(yīng)法制備了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉樣品。首先按材料的化學(xué)組成，用電子天平稱取 SrCO3（分析純）、Al2O3（高純）、和 Eu2O3（99.99%），將稱好的原料放在瑪瑙研缽中研磨，研磨均勻裝入剛玉坩堝，置于高溫箱式馬弗爐中，在空氣氣氛中，1 200℃燒結(jié) 4h，冷卻至室溫即得樣品。光譜由日立 F-4600熒光光譜儀測得，以氙燈作為激發(fā)光源。采用Rigaku D/MAX-RB 型 X-射線衍射（XRD）儀對樣品做 X-射線衍射分析。CuKα射線作為光源，λ=1.540 60?。測試在室溫下進(jìn)行。

3 結(jié)果與討論

3.1 樣品的XRD分析

圖1 Sr3Al2O6：0.05Eu3+樣品的XRD

圖 1 給出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+樣品的 XRD 圖譜。從圖1 中可以看出，樣品 Sr3Al2O6：0.05Eu3+衍射峰與國際標(biāo)準(zhǔn)卡片 JCPDS 81-0506（Sr3Al2O6）符合得很好。說明合成的樣品是純相，摻Eu沒有引起晶格畸變。

3.2 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的室溫光譜

圖 2 給出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉在不同激發(fā)波長下的發(fā)射光譜。由圖2可以看出，發(fā)射光譜由535～710nm 的一系列尖鋒組成。位于 582nm 附近的發(fā)射峰是為 Eu3+的5D0→7F0躍遷，位于 591nm 附近發(fā)射峰為 Eu3+的5D0→7F1躍遷，位于621nm 附近的發(fā)射峰為 Eu3+的5D0→7F2躍遷，位于 653nm 附近 的 發(fā) 射峰為 Eu3+的5D0→7F3躍 遷，位于 706nm 附近的發(fā)射峰為 Eu3+的5D0→7F4躍遷。由此可知，樣品的發(fā)射光譜為Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4） 特 征發(fā) 射 組 成。 從 圖 2中可以看到，在287nm 和393nm 的波激發(fā)下，樣品的發(fā)射光譜形狀基本一致，熒光粉的5D0→7F1和5D0→7F2躍遷的發(fā)射強(qiáng)度較強(qiáng)，而5D0→7F0、5D0→7F3、5D0→7F4躍遷的發(fā)射強(qiáng)度較弱。Eu3+的5D0→7F2發(fā)射峰的強(qiáng)度強(qiáng)于5D0→7F1發(fā)射峰強(qiáng)度。在 224nm 的光激發(fā)下，以 Eu3+的5D0→7F1躍遷為主。

圖2 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的發(fā)射光譜

圖 3 給出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的激發(fā)光譜。由圖3可以看出，熒光粉的激發(fā)光譜分布于200～450nm，主要由寬帶峰和特征峰構(gòu)成。當(dāng)監(jiān)測波長為582nm 和621nm 時，來自 O2→ Eu3+的電荷遷移躍遷的寬帶峰由兩個寬帶峰交疊而成，中心位置分別位于224 nm 和287nm 附近，其中又以在287nm 處的激發(fā)峰強(qiáng)度較強(qiáng)。當(dāng)監(jiān)測波長為591nm 時，激發(fā)譜的寬帶峰也由兩個寬帶峰交疊而成，中心位置也分別位于224 nm 和287nm 附近，但是以在224nm 處的強(qiáng)度較強(qiáng)。當(dāng)監(jiān)測波長為706nm 時，激發(fā)峰只由一個寬帶峰構(gòu)成，中心位置在287nm 附近。激發(fā)光譜的特征吸收峰位于350nm～450nm 波長范圍之間，位于 362nm 處的特征峰是為 Eu3+的7F0→5D4躍遷，382nm 處 為 Eu3+的7F0→5G2躍 遷，393nm 處 為 Eu3+的7F0→5L6躍遷。由圖3可見，寬帶峰的吸收強(qiáng)度要遠(yuǎn)大于特征峰，287 nm 比393 nm 能更有效的激發(fā)樣品。在224nm 的波激發(fā)下，以 Eu3+的5D0→7F1躍遷為主。

圖3 Sr3Al2O6：0.05Eu3+熒光粉的室溫激發(fā)光譜

4 結(jié)論

用高溫 固相法 合成了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+紅光熒光粉。研究了樣品的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)。通過對樣品的XRD圖譜分析，可知合成的樣品為純相。熒光粉的激發(fā)光譜都由寬帶吸收峰和一系列特征吸收峰構(gòu)成的。樣品的發(fā)射光譜由 Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4）特征發(fā)射組成。在紫外光（287 nm）和近紫外光（393 nm）激發(fā)下，熒光粉的 Eu3+離子的5D0→7F1（591nm）和5D0→7F2（621nm）躍遷的發(fā)射強(qiáng)度較強(qiáng)。Sr3Al2O6：Eu3+是一種適于紫外光激發(fā)的紅光熒光粉。

[1] 孫 曉 園， 賀 小 光， 于 立 軍， 等 . 白 光 LED 用 紅 色 熒 光 粉Sr3EuxGd1-xAlO5的制備及其放光性質(zhì) [J].發(fā)光學(xué)報，2014，34（11）：1474-1478.

[2] 高瑋，古宏晨 .陰極射線（CRT）用的 Y2O2S ：Eu 紅粉的市場、生產(chǎn)和研究 .稀土，1998，19（4）：66-69.

Preparation and Spectral Properties of Sr3Al2O6：0.05Eu3+Phosphor

Wang Chu-ying，Zhong Ze-yu，Xiao Shui-xiu，Song Wei-li，Zeng Li-zhu，Yan Yi-jing，Sun Xiao-yuan

Sr3Al2O6：0.05Eu3+red phosphor was synthesized by high temperature solid phase reaction.The luminescence properties of samples were studied.Under UV and near UV excitation，the emission spectrum of the sample is5D0Eu3+7FJ（J=0，1，2，3，4）characterized by emission.The excitation spectra of phosphors consist of broad band peaks and sharp peaks.Among them，the broadband peak is the charge migration transition of O2～Eu3+in the ultraviolet region，and the sharp peak is the f-f transition absorption in the near ultraviolet and visible region of Eu3+.Sr3Al2O6：Eu3+is a red phosphor for UV light excitation.

luminescence ；phosphor；spectrum

O482.31

：B

：1003–6490（2017）07–0150–02

2017–05–14

王楚盈（1997—），女，吉林四平人，本科在讀，主要研究方向應(yīng)用物理學(xué)。