| 题名 | 稀土正磷酸盐发光材料的制备及发光、热性质的研究 |
| 作者 | 狄卫华 |
| 答辩日期 | 2007-02-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院长春光学精密机械与物理所 |
| 授予地点 | 长春光学精密机械与物理所 |
| 导师 | 王晓君 |
| 关键词 | 稀土正磷酸盐 液相合成 发光 热效应 |
| 其他题名 | Preparation, photoluminescence and thermal Properties of luminescent rare earth orthophosphates |
| 学位专业 | 凝聚态物理 |
| 英文摘要 | 基于稀土离子4f壳层特有的性质，稀土化合物广泛用作发光体、磁性材料、催化剂、生物探针和其它功能性材料。其中，稀土正磷酸盐材料是以天然矿物的状态存在于自然界，具有溶解度低、化学和热性质稳定、折射率高、发光效率高等优点，在荧光照明、显示，传感器、催化剂、抗热材料等方面有着广泛的应用。本文采用溶液沉淀法合成了稀土正磷酸盐材料，对其结构、组分、形态、发光性质进行了表征，研究了热处理引起的结构、组分、发光效率的变化；并详细讨论了稀土磷酸盐水合物中配位水分子对发光性质的影响，以及稀土离子间能量传递，和能量传递对光谱性质的影响和可能的新的应用。主要结果如下： （1）采用溶液沉淀法合成了LnPO4xH2O (Ln = La, Ce, Gd, Tb, Dy),为六方相磷镧镨矿结构，呈纳米棒/纳米线状，结晶水与稀土离子间不存在键合作用。溶液沉淀法合成的LnPO4xH2O具有相纯度高，产率高等优点，此法是可以进行大量生产的首选方法。最初合成的产物在150－300 oC之间脱水，但不发生相变；在600 oC左右进行热处理，产生相变，为单斜相独居石结构的无水LnPO4。 （2） 研究了CePO4:Tb纳米棒发光热老化及产生机制。CePO4:Tb纳米棒在空气中150 oC 热处理45分钟，Ce3+ 和Tb3＋整个的发射强度降低到未经热处理样品的35％，CePO4:Tb纳米棒发光的热老化主要是由于作为敏化中心Ce3+数量的减少及Tb3+到Ce4+的能量传递（Ce3+受热氧化为Ce4+）。而采用固相法制备的体材料在相同的热处理条件下，发光效率仅减少5％。这主要与纳米材料具有大的比表面，以及表面原子排列的无序性和低表面结晶度等因素有关。这表明改善一些相关纳米发光材料的热稳定性的重要性。 （3） 在合成的YPO4:Tb水合物中，水分子以配位水的形式同稀土离子键合。反应时间对配位水分子具有可调性，配位水分子含量的可调性为定性和定量研究配位水对材料发光性质的影响提供了前提。配位水数量的变化影响了 Tb3+的4f-5d跃迁，随着配位水数量的变化，Tb3+的4f-5d跃迁位置发生了移动；配位水的存在影响了Tb3+5D3和5D4的发射效率和荧光寿命。热处理使得YPO4:Tb水合物结构和发光性质发生了变化。 （4） 在Tb3+和Eu3+共掺YPO4体系中，在短波紫外（真空紫外），近紫外激发下，Tb3+到Eu3+存在能量传递。在真空紫外激发下，Tb3+到Eu3+的能量传递可有效提高Eu3+的发射效率，这种能量传递行为可应用到目前已知Eu3+掺杂的PDP红粉体系，提高红粉的发光效率；在近紫外激发下，在低浓度Tb3+掺杂的YPO4中，Eu3+的共掺可实现红、绿、蓝全色发射，这就可能在单相基质中实现白光发射。因此，Tb3+到Eu3+的能量传递行为对于基础及应用研究都有着重要的意义和价值。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-03-21 |
| 页码 | 87 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://159.226.165.120//handle/181722/315]  |
| 专题 | 长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 狄卫华. 稀土正磷酸盐发光材料的制备及发光、热性质的研究[D]. 长春光学精密机械与物理所. 中国科学院长春光学精密机械与物理所. 2007. |
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