学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于硅酸盐Sr_3MgSi_2O_8基质的发光和余辉特性研究

作　者: 符楚君
导　师: 胡义华
学　校: 广东工业大学
专　业: 物理电子学
关键词: 长余辉 硅酸盐基质 稀土共掺 热释光
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 24次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


长余辉发光材料是一种在激发中能够把能量储存起来,并在激发停止后以发出可见光的形式释放出能量,即使在黑暗的环境下也能持续数十小时。近年来,这种材料成为人们研究的热点,因为其在日常生活中的得到了广泛的应用,诸如紧急标识、外部装饰以及发光光源等。掺入稀土离子的碱土金属硅酸盐是一种典型的长余辉发光材料,它有着很多优点,譬如抗潮性、颜色多样性、物理性质以及化学性质都比较稳定,且其成本比较低廉。在本文中,我们采用高温固相法在弱还原气氛下制得长余辉发光材料Sr2.97-xBaxMgSi2O8:Eu0.012+, Dy0.023+(x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,2.97)。借助X射线衍射仪对其晶相进行分析,随着x值的增加,XRD图谱中的峰位产生了轻微的移动,表明晶面间距在一定程度上发生了变化。随着Sr/Ba比例的减小,晶面间距也变小。在紫外光的激发下,样品的发射光谱范围为434nm到464nm,当x≤1.5时,随着x值的增加,发射峰发生了蓝移,而当x>1.5时,随着x值的增加,发射峰会发生红移。这主要是由于Eu2+离子的5d周围的晶场强度发生了变化,使得5d态电子以及其配体间电子之间的排斥力和Eu2+离子及其配体间的吸引力发生了变化引起的。Dy3+离子的加入引入了陷阱能级,从而产生余辉现象。我们通过热释光曲线,获得了陷阱深度信息。余辉衰减曲线表明,随着Ba含量的增加,余辉时间变短。我们采用相同的方法制备了共掺铕和镝的Sr2.97-xCaxMgSi2O8 (x=0,0.5,1.5,2,2.5, 2.97), Eu/Dy的比例为1/2。随着x值的增加,晶面间距逐渐变窄,发射峰也逐渐往长波方向移动并且带宽变宽,发射光谱的峰位范围从463nm到490nm。Dy3+离子的加入让其产生了余辉现象,随着Ca含量在增加,余辉时间逐渐缩短。结果表明,通过调节Sr/Ba或者Sr/Ca的比例,可以调节Sr2.97-xRxMgSi2O8:Eu0.012+, Dyo.o23+(R=Ba, Ca) (x=0,0.5,1,1.5,2,2.5,2.97)的发光性能。我们通过在Sr3MgSi2O8中掺入不同含量的Mn2+/Eu2+制得一系列的样品,从而发现单掺Mn2+在Sr3MgSi2O8中是不发光的,Mn2+的3d电子组态中的4T1(4G)→6A1(6S)是自旋禁阻的,对紫外光吸收很弱,所以Mn2+的红光发射依赖于Eu2+的激活,存在Eu2+对Mn2+的能量传递作用,改变Mn2+/Eu2+的比例不会使发射峰位发生变化,但Eu2+的460nm的发光强度会随着Mn2+含量的增加而降低,且余辉时间会缩短。本文中,我们还通过改变制备条件,采用高温固相法探寻制备纯相的规律。结果表明最优的纯相制备条件是以15%H3BO3作为助熔剂,多添加8% SrCO3和6%MgO,在1400℃下烧结的样品。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-14
第一章 绪论  14-32
  1.1 序言  14
  1.2 发光材料的分类  14-19
    1.2.1 光致发光  15-17
    1.2.2 电致发光  17-18
    1.2.3 阴极射线发光  18
    1.2.4 X射线及高能粒子发光  18
    1.2.5 化学发光  18
    1.2.6 生物发光  18-19
  1.3 长余辉材料的历史以及研究进展  19-24
    1.3.1 Eu~(2+)激活的长余辉发光材料概述  19-23
    1.3.2 长余辉材料的一般化学制备方法  23-24
  1.4 Eu~(2+)的发光机理  24-25
  1.5 长余辉机理模型  25-30
    1.5.1 Matsuzawa模型  25-26
    1.5.2 Aitasalo模型  26-28
    1.5.3 Dorenbos模型  28-29
    1.5.4 Clabau模型  29-30
    1.5.5 最近的进展  30
  1.6 研究背景及本课题的提出  30-32
第二章 实验设计及测试  32-36
  2.1 实验原料  32
  2.2 样品制备  32-33
  2.3 物相分析  33-34
  2.4 光谱性能分析  34
  2.5 余辉特性测试  34-35
  2.6 热释光谱测试  35-36
第三章 Sr/Ba比例对Sr_(2.97-x)Ba_xMgSi_2O_8:Eu_(0.01)~(2+),Dy_(0.02)~(3+)发光的影响  36-47
  3.1 引言  36-37
  3.2 实验  37-46
    3.2.1 样品合成  37
    3.2.2 物相分析  37-39
    3.2.3 光致光谱性能分析  39-42
    3.2.4 余辉性能分析  42-43
    3.2.5 热释光性能分析  43-46
  3.3 本章小结  46-47
第四章 Sr/Ca比例对Sr_(2.97-x)Ca_xMgSi_2O_8:Eu_(0.01)~(2+),Dy_(0.02)~(3+)发光的影响  47-55
  4.1 引言  47
  4.2 实验  47-55
    4.2.1 样品合成  47-48
    4.2.2 物相分析  48-49
    4.2.3 光致发光光谱分析  49-52
    4.2.4 余辉性能分析  52-53
    4.2.5 热释光性能分析  53-55
  4.3 本章小结  55
第五章 Mn~(2+)/Eu~(2+)比例对Sr_3MgSi_2O_8:Mn~(2+),Eu~(2+)发光的影响  55-67
  5.1 引言  56-57
  5.2 实验  57-66
    5.2.1 样品的合成  57
    5.2.2 晶相结构分析  57-59
    5.2.3 光谱特性  59-63
    5.2.4 色度图  63-66
  5.3 本章小结  66-67
第六章 高温固相法制备Sr_3MgSi_2O_8:Eu~(2+),Dy~(3+)条件对对发光的影响  67-80
  6.1 引言  67
  6.2 实验  67-79
    6.2.1 样品的合成  67-69
    6.2.2 物相分析  69-73
    6.2.3 光致发光性能分析  73-75
    6.2.4 余辉特性分析  75-79
  6.3 本章小结  79-80
结论  80-82
参考文献  82-94
攻读硕士期间发表论文  94-98
致谢  98-100
附录  100-112

相似论文

  1. 基于稀土掺杂材料的光谱下转换及其应用的研究,TM914.4
  2. 高效稳定红色长余辉粉体改性与制备研究,TB383.3
  3. Eu、Tb掺杂碱土多硅酸盐发光材料的研究,O613.72
  4. 弥渡、巍山盆地中更新世地质特征及其演化,P542
  5. 稀土掺杂硅酸盐黄色荧光体研究,O482.31
  6. 长余辉发光材料的表面包膜研究,O482.31
  7. 纳米长余辉发光材料的制备与性能以及材料表面处理的初步探索,TB383.1
  8. 一维SrAl_2O_4：Eu~（2+）纳米发光材料的制备和表征,TB383.1
  9. 新型长余辉和上转换发光材料研究,O611.3
  10. 成都市居室氡浓度和伽玛剂量率调查与评价,X837
  11. ~（125）I粒子抑制小鼠移植Lewis肺癌成瘤作用的研究,R734.2
  12. 稀土掺杂硅酸盐的发光性能及长余辉调控,O482.31
  13. 稀土掺杂铝酸盐的制备及发光性能研究,TB34
  14. 全彩色蓄光材料的制备及发光性能研究,TB34
  15. 基于热释光技术的沉积物标样制作和沉积物测年若干基础问题研究,P597.3
  16. 钛酸钙镨红色长余辉发光粉体和薄膜的制备及性能研究,TN104.3
  17. 掺杂对红色长余辉发光材料Ca_(0.8)Zn_(0.2)TiO_3:Pr~(3+)发光性能的影响,TN104.3
  18. 长余辉发光纳米标记物的制备和表征,TB383.1
  19. 喷雾热解法制备SrAl_2O_4:Eu~（2+），Dy~（3+）及其性能表征,TB34
  20. 掺杂Al_2O_3薄膜的制备及其热释光、光致发光特性研究,O484.1

中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
© 2012 www.xueweilunwen.com