新型紅色熒光粉Sr3CaNb2O9∶Sm3+，Eu3+的發(fā)光特性和能量傳遞分析

洪俊煌，孟憲國*，許英朝，肖澤宇，劉 月，林振鵬

（1. 廈門理工學院光電與通信工程學院，福建 廈門 361024；2. 福建省光電技術與器件重點實驗室，福建 廈門 361024）

白光發(fā)光二極管（light emitting diode， LED）由于體積小、成本低、壽命長、效率高等優(yōu)點受到人們的廣泛關注，因而被認為是21 世紀第四代綠色照明光源，且廣泛應用于照明和顯示領域中［1-4］。白光LED 可由發(fā)黃光的YAG∶Ce3+熒光粉和藍光LED 芯片結合，因成本低和亮度高的優(yōu)點而被商業(yè)化［5］，但是由于其缺乏紅光的成分，出現(xiàn)了色溫高、顯色指數(shù)低的現(xiàn)象，發(fā)光性能還有待提高［6］。因此，開發(fā)出一種能被近紫外光激發(fā)的發(fā)光性能優(yōu)異且穩(wěn)定的紅色熒光粉至關重要。

在諸多LED 發(fā)光材料中，鈮酸鹽因其良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性成為理想基質材料，如：YNbO4∶Tb3+，Sm3+［7］，Sr2Gd1–xNbO6∶xEu3+［8］，Ca2-xSrxNb2O7∶Eu3+［9］，Sr4Nb2O9∶Sm3+［10］，Ba3-xSrNb2O9∶xSm3+［11］等。近年來，關于Eu3+離子和Sm3+離子共同摻雜熒光粉的文獻越來越多，如Na2Ca（SO4）2∶Sm3+，Eu3+［12］，Sr7Sb2O12∶Sm3+，Eu3+［13］，Sr3In2WO9∶Sm3+，Eu3+［14］等。Eu3+離子和Sm3+離子是發(fā)光材料中兩種常用的紅光激活劑，它們可以結合實現(xiàn)可調諧的紅色發(fā)光，特定能級之間的間隙較小，且能級結構相似，有利于實現(xiàn)能量的傳遞。因此，可以通過Eu3+離子和Sm3+離子之間的能量傳遞來實現(xiàn)色坐標從橙紅色區(qū)域向純紅色區(qū)域移動。目前關于以Sr3CaNb2O9為基質，共摻Sm3+離子和Eu3+離子的熒光粉尚未見有研究報道。本文采用高溫固相法制備Sr3CaNb2O9∶Sm3+，Eu3+一系列熒光粉，利用X 射線衍射對其進行結構表征，通過調整Sm3+離子和Eu3+離子的摻雜濃度，討論Sm3+離子和Eu3+離子之間的能量傳遞，從而構建Sm3+離子和Eu3+離子之間的的能量傳遞模型，并通過計算加以佐證，對樣品的晶體結構和形貌、發(fā)光性能、能量傳遞機理、熱穩(wěn)定性、色坐標、色純度和色溫進行研究，為Sr3CaNb2O9∶Sm3+，Eu3+熒光粉在白光LED中含有紅色成分提供一種新的選擇。……