摘要
旨在探索新型长余辉发光材料和白光发光二极管(WLED)用荧光粉材料，本文以Bi3+作为激活离子，通过高温固相法合成了一系列发光材料：BaZnGeO4:Bi3+、Ca5Ga6O14:Bi3+、Sr2Al2SiO7:Bi3+和Na3LuSi2O7:Bi3+。并通过X射线衍射(XRD)，X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)，漫反射光谱(DRS)、荧光光谱(PL)、热释光(TL)等方法，研究材料的晶体结构和发光性质。本文的主要结果如下： 1.设计合成了BaZnGeO4:Bi3+(BZG:Bi3+)长余辉发光材料。在324nm的激发下，Bi3+可实现主峰值位于600nm的宽带橙色发射。当撤去激发源后，样品仍可在20分钟内呈现出橙色余辉发射。样品的光致发光和余辉发光均来自Bi3+的3P1→1S0的电子跃迁。接着，我们通过掺杂碱金属离子R(R=Li+,Na+,K+)，进一步探究电荷补偿效应对光致发光和余辉发光性能的影响。 2.在Ca5Ga6O14:Bi3+(CGO:Bi3+)中，Bi3+可被325nm的紫外光激发，并发射绿光，峰值位于515nm。该发射仍然归因于Bi3+的3P1→1S0电子跃迁。移除紫外灯后，样品表现出10多分钟的绿色余辉发光。通过热释光测量，我们分析了可能存在的陷阱中心，并推测材料的余辉性质可能受VCa??,VGaˊˊˊ和VO··缺陷的影响。最后，我们提出了CGO:Bi3+可能的余辉发光机理。 3.通过高温固相法制备了蓝色荧光粉Sr2Al2SiO7:Bi3+(SASO:Bi3+)，在325nm的激发下，发射光谱只有一个位于425nm的发射峰。373K的发射积分强度为室温下的64%。荧光粉的色坐标为(0.1795,0.1269)，色纯度为73.64%，色温值为3690K。 4.合成了具有选择性发光现象的Na3LuSi2O7:Bi3+(NLSO:Bi3+)荧光粉。通过改变激发波长，样品可以在蓝色和绿色之间进行可调发射。423K的发射积分强度保持在室温下的78.84%，说明该荧光粉的热稳定性能较好。NLSO:Bi3+的色纯度为93.80%，与商用的蓝色荧光粉BaMgAl10O17:Eu2+相当。 我们的研究结果不仅丰富了Bi3+激活的发光材料，而且对于推动白光LED用荧光粉和长余辉材料的开发与应用有着重要意义。
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