（材料物理与化学专业论文）（yla）vo4：eu3的制备及其发光性能的研究.pdf

兰州大学硕士论文 摘要 商用红色荧光粉( y ，g d ) b 0 3 ：e u 3 + 在紫外和真空紫夕b 激发下具有较高的发光 效率，然而其色纯度不高，这是因为( y ，g d ) b 0 3 ：e 矿中e 矿处于反演对称的格位。 本论文选用新的发光材料y v 0 4 ：e u 抖，由于e l ，处于非反演对称中心的格位，这 样可以弥补商用红色荧光粉色纯度不好的缺点。我们用固相法制备t y v 0 4 ：e u 3 + ， 研究了掺杂b 尹，s c 3 + 对其发光强度的影响；固相法制备y v 0 4 ：e u 3 + 的过程中，由 于v 2 0 5 的挥发而使样品的颜色不纯，所以我们用水热法在温度较低的情况下合 成t y v 0 4 ：e u 3 + ，研究了p h 值的变化对样品形貌和发光强度的影响，并对发光强 度最好的样品在不同温度下进行了热处理：研究了掺杂离子k r 对y v 0 4 ：e u 3 + 发 光强度的影响，并用水热法制备了亚稳结构的l a v 0 4 ：e u 3 + ，研究了其在紫外和真 空紫外下的发光性能。 对样品进行了x 射线衍射分析( ) 珏) 、透射电镜分析f r e m ) 、激发光谱和发 射光谱测定。实验结果表明：用固相法合成的y v 0 4 ：e u 3 + 在紫外和真空紫外下具 有很好的发光性能和色纯度，紫外下，b i 3 + 的掺入使激发峰宽化，s 矿提高了 y v 0 4 ：e u 抖的发光强度。真空紫外下， b i ，s c ) v 0 4 ：e u 3 + 的发射光谱相对于 y v 0 4 ：e u 3 + 有降低趋势；用水热法制备的w 0 4 ：e u 3 + 分别为球状和棒状，p h 值为 7 时发光性能最好，最佳热处理温度为8 0 0 ( 2 ；当口+ 掺杂到0 1 5 时， ( y , l a ) v 0 4 ：e u 3 + 开始出现四方l a v 0 4 杂质相，紫外和真空紫外下l a 3 + 离子的掺入 能使发光强度提高了，最佳掺杂浓度为0 0 2 5 ，水热法合成亚稳结构的l a v 0 4 ：e u 3 + 在紫外和真空紫外下e u 3 + 的最佳掺杂浓度分别为o 0 5 和o 1 0 。四方结构的 l a v 0 4 ：e u 3 + 的发光强度要远远高于用传统的固相法制得的单斜结构的 l a v 0 4 ：e u 3 + ，分别为高温固相法制得y v 0 4 ：e u 3 + 的7 0 。真空紫外下的色纯度 比商用红色荧光粉( y , g d ) b 0 3 ：e u 3 + 要好的多，强度约为( y ，g d ) b 0 3 ：e u 3 + 的5 6 * 0 。 关键词：钒酸盐荧光粉固相法水热法 兰州大学硕士论文摘要 a b s t r a c t t h ec o m m e r c i a lr e de m i t t i n gp h o s p h o r ，g d ) b 0 3 ：f # 3 + h a sh i g hl u m i n e s c e n t e f f i c i e n c yu n d e ru v a n dv u v e x c i t a t i o n , b u ti t sc o l o rp i i t yi sn o ts a t i s f i e db e c a u s e o f 也ei n v e r s i o ns y m m e t r yo fe 矿s i t e s i nt h i sc a s c w ec h o o s ean e wl u m i n e s c e n t m a t e r i a ly v 0 4 ：e u 3 + i nw h i c he u 3 + i sl o c a t e di nn o n - i n v e r s i o ns y m m e t r ys i t e s , t h i s c a r lr e m e d yt h ed r a w b a c ko fp o o rc o l o rp u r i t y i nt h i sp a p e r , w es y n t h e s i z e d y v 0 4 ：e u 3 + b ys o l i d - s t a t er e a c t i o na n di n v e s t i g a t e dt h el u m i n e s c e n tp r o p e r t yb y c o - d o p i n gb i 3 + ，s ；i nt h ep r o c e s so fp r e p a r i n gy v 0 4 ：e u 3 + b ys o l i d - s t a t er e a c t i o n , t h ec o l o ro fs a m p l e si si m p u r i t yf o rv o l a t i l ev 2 0 5 s ow ec o m p o s i t ey v 0 4 ：e u j + i nl o w t e m p e r a t u r ea n ds t u d yt h el u m i n e s c e n c ea td i f f e r e n tp hv a l u e sa n dm o r p h o l o g i e s h e a t t r e a t m e n tw a sp e r f o r m e do nt h es a m p l ew i t hh i g h e s ti n t e n s i t y i nt h ee n d , w e i n v e s t i g a t e dt h el u m i n e s c e n tp r o p e r t yb yd o p i n g 口+ i ny v 0 4 ：e u 3 + a n dp r e p a r e d m c t a s t a b l ep h a s e dl a v 0 4 ：e u 3 + , c o m p a r e dw i t hw i t hl a v 0 4 e u 3 + a n dy v 0 4 ：e u 3 + w h i c hw e r op r e p a r e db ys o l i ds t a t er e a 以o l l x r d p a t t e r n s ，t e mp h o t o g r a p h s ，e x c i t a t i o ns p e c t r aa n de m i s s i o ns p e c t r ah a v e b e e nm e a s u r e do rt h es a m p l e s t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a t ：y v 0 4 ：e u 3 + h a dg o o d l u m i n e s c e n c ep r o p e r t ya n dc h r o m a t i c i t y ，t h ee x c i t a t e db a n do fw a sb r o a d e na f t e r d o p i n gb i 3 + ，b u tt h er e l a t i v ei n t e n s i t yw a sd e c r e a s e d a f t e rd o p i n gs 矿，e m i s s i o n i n t e n s i t yw a sf i r s ti n c r e a s e d , a n dt h e ni n c r e a s e d u n d e r1 4 7n me x c i t a t i o n , e m i s o n i n t e n s 毋o f ( y , b i ，s c ) v 0 4 ：e u 3 + w a sl o w e rt h a ny v 0 4 ：e u 3 + ；y v 0 4 ：e i l 3 + w h i c hw e r e s y n t h e s i z e dv i ah y d r o t h e r m a lm e t h o dw e r es p h e r e - l i k ea n db a r - l i k e , r e s p e c t i v e l y , t h e l u m i n e s c e n c ep r o p e r t yw a sb e s tw h e np hv a l u ew a s7 ，a n dt h eb e s tt h e r m a lt r e a t m e n t t e m p e r a t u r ew a s8 0 0 ：u n d e ru va n d 唧e x c i t a t i o n , t h eb e s td o p i n g c o n c e n u - a t i o no fk w a s0 0 2 5 f o r ( y , l a ) v 0 4 e i l 3 + a n dt h e b e s td o p i n g c o n c e n t r a t i o no fe u 3 + i nt e t r a g o n a l p h a s e dl a v 0 4 ：e u 3 + w a s0 0 5 a n d0 1 0 ， r e s p e c t i v e l y r e l a t i v ee m i s s i o ni n t e n s i t yo ft e t r a g o n a lp h a s e dl a v 0 4 ：e u 3 + w a s 缸 h i g h e rt h a nm o n a z i t ct y p eb u l kl a v 0 4 ：e u 3 + , w a s7 0 o f b u l ky v 0 4 ：e u 3 + , w a s5 6 o fc o m m e r c i a lp h o s p h o r ，g d ) b 0 3 ：e u 3 + ，r e s p e c t i v e l y , a l s oi th a sb e t t e rc h r o m a t i c i t y 兰塑查兰堡主丝苎塑! ! 一 t h a n ( v , o d ) b 0 3 ：e u 3 + k e yw o r d s ：v a n a d a t e ；p h o s p h o r ；s o l i ds t a t er e a c t i o n ；h y d r o t h e r m a lm e t h o d h i 原创性声明 本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是钲导师的指导下独立 进行研究所取得的成果。学位论文中凡引用他人已经发表或未发 表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明 引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研 成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：垄垒氐i 鱼日期： 刃叮，f2 兰州大学硕士论文 关于学位论文使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产 权归属兰州大学。本人完全了解兰州大学有关保存、使用学位论 文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸 质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用任何复制手段保存和汇编本学位论文。本人离校后发表、使 用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名 单位仍然为兰州大学。 保密论文在解密后应遵守此规定。 论文作者签名：毖叁i 鱼导师签名： 兰，i l 大学硕士论文 1 1 钒酸盐的结构 第一章绪论 钒酸盐是指w 0 4 ，g d v 0 4 ，l a v 0 4 ，l l l v 0 4 等一些含有v o a 的晶体。在 稀土钒酸盐基质中，由于y 3 + 、l a 3 + 、g d 抖以及l u 3 + 四种离子具有4 f o 、4 ，、4 f 1 2 等全空、半充满以及全充满的结构，这些基质就不产生卜f 跃迁，就不会产生 无辐射跃迁而消耗能量，所以目前的研究多集中在这几种钒酸盐基质上。 m i c h a e l a a i a t l l 对这些钒酸盐的结构做了总结，结果见表1 - i ，从表中可知，除 去钒酸镧具有两种结构以外，其他的钒酸盐均为四方相锆英石结构，以y v o , t 为例，图1 1 为y v 0 4 晶体的单胞堆积图。w 0 4 为四方晶体，结构与锆英石( z r s i 0 4 ) 非常相近，属于单轴晶系，空间群为d 1 9 4 h a d m ( 1 4 1 ) ，晶格参数为a = b - ；o 7 1 1 9 2 n m ， c - - 0 6 2 8 9 8 蛳，e a = 0 8 8 ，每个v 原子处在4 个o 原子形成的四面体中心，y 原 子被8 个o 原子包围，8 个o 原子形成2 个畸形的四面体。每个四方单胞中有 四个w 0 4 非对称单元，其中v 0 4 四面体和y o s 十二面体以共边的方式交替相 连。沿c 方向形成直链。y 0 8 十二面体的二十条棱中，有两条棱与v 0 4 四面体共 用，并且这两条棱是相互垂直的，另有四条棱与y 0 3 十二面体共用。在四方相 稀土钒酸盐中，稀土离子的对称性为d 2 a 。掺杂离子取代的是y 3 + 的格位。 表! - 1 稀土钒酸盐的结构 在这些钒酸盐发光材料中，以l a v 0 4 为基质的发光材料比较特殊，这是由 于l a v 0 4 本身具有两种相的缘故。在以前的大部分报道中，l a y 0 4 多为单斜结 兰州大学硕士论文 构，空间群朋加，i a 3 + 为9 配位，占据c 1 格位，四方相的k l v 0 4 为亚稳态结构， 属于空间群d 1 9 t a m d ，b ，为8 配位。掺杂e u 3 + 时，e l l 3 + 取代的是k 一的格位，单 斜相h v 0 4 ：e u 3 中e 一的对称性较四方相l a v 0 4 ：e u 3 + 中e u 3 + 的格位要差一些。 1 2 钒酸盐的发光特性 1 2 1e u 3 + 的发光特性 图l - 1y v 0 4 的单胞堆积图 镧系元素从镧( l a ) 到镥( l ，u ) 依次填充4 f 壳层，形成1 5 种元素，外层的5 s 2 和5 p 6 为满壳层，最外层的6 s 2 和5 d l ( 或4 f i ) 电子容易电离，于是形成三价离子，如铕暇) 的电子组态为( 4 ，6 而，三价稀+ e u 懈f 层电子组态为4 f 6 ，最低激发态是5 d o ， 通常都是从这里开始向下跃迁，产生发光。这些谱线对应于砰电子组态内从激 发态5 d o 能级到7 f j ( j = o ，1 , 2 ，3 , 4 ，5 ，6 ) 能级的跃迁发射。由于5 d o 能级不被晶体场分裂 ( j = o ) ，发射跃迁的分裂是由7 f j 能级的晶体场分裂引起的。晶体场环境对跃迁的 影响是很大的，尤其是e u 3 + 离子是否占据了对称中心的格位。如果e u 3 + 离子占据 2 兰州大学硕士论文 了反演对称中心的格位，诱导电偶极跃迁被禁止，根据选择定则j = o ，士1 ( 但j = o 到j = o 的跃迁是禁戒的) ，则发射光谱中只能出现5 d o 一7 f l 磁偶极跃迁。如果 e u 3 + 处在非对称中心位置时，宇称性选择定则被打破，强制电偶极跃迁就成为可 能，在这种情况下，发生5 d o 一7 f 2 ，7 f 4 ，7 f 6 的跃； c 壬1 2 1 。5 d o 一7 f t 的跃迁峰在5 9 3n m 附近，呈橙红色，而5 d o _ ，7 f 2 的跃迁峰在6 1 8 衄1 附近，呈红色。为了获得高效率 的红发射，就要使5 d o 一7 f 酊 2 ) 尽可能小。如果e u 3 + 占据的格位只稍微偏离反演 对称中心，这个条件就可能实现。这是由于5 d 一7 f 2 的跃迁( j = 2 ) 对晶体场的变 化相当敏感【3 】，对反演对称中心有一点偏离就可使强制电偶极跃迁5 d o 一7 f 2 的跃 迁强度很高，在其它强制电偶极跃迁( 位于红外区域) 的强度仍然很低。此时， 5 d o 一7 f 2 对应的6 1 8n m 的谱线将大大加强，而相应于5 蚪f l 跃迁5 9 3 姗线则相 对的大为减弱。在p d p 使用的红色荧光粉( y , g d ) b 0 3 ：e u 坤，e u 3 + 在晶体中占据 中心的格位，波长为5 9 3 硼的5 d 旷+ 7 f t 的磁偶极跃迁占主要优势，不是纯的红光 发射；当i e u 3 + 掺杂进稀土钒酸盐基质中，通常占据的都是稀土离子的格位，因而 具有d 2 d 对称，如w 0 4 ：e i i ”中，由于e u 3 处于d u 格位，偏离反演对称中心，因 而其超灵敏跃迁5 d o 一7 f 2 的峰( 位于6 1 m 处) 最高，磁偶极跃迁5 】d o _ 7 f i ( 5 9 5n l n 处) 则相对较弱，所以y v 0 4 ：e u 斗发出强的红光。 1 2 2 钒酸盐与激活离子之闰的能量传递方式 稀土钒酸盐为基质的发光材料具有高的发光效率以及发光强度，主要是由于 基质能将能量有效的传递给激活离子 4 1 。r i w o t z k i 等 5 1 的研究中发现v 0 4 3 在紫外 区有强的吸收，他们认为由v 0 4 3 。基质传递能量给激活离子是由这样一个过程传 递的，见图1 2 。首先基质在紫外区吸收能量( 2 6 0n m ) ，然后能量有少部分通过 v 钭o , - 2 * 与v o b 珊h 之间的跃迁而发光，但大部分能量首先无辐射跃迁到e u 3 + 的 高能级态，再跃迁到5 d l 发射能级，在此能级上有很少能量跃迁到基态而发光； 大部分能量衰减到s d o 能级，从而发出明亮的红光( 5 d o - ，7 f 2 ) 。在y v 0 4 基质中形 成了y - o - v 键，键角为1 7 0 0 ，掺杂稀土离子居，基质的敏化和能量的传递作 用均发生在m - o v 键的内部，直线形的链有利于原子波函数的重叠，通过交换作 用传递能量，效率很高。基质y v 0 4 掺杂激活离子e 矿可以实现较强的红光发射 i o - 1 4 。因此，我们主要以y v 0 4 ：e u 3 + 为研究对象。 兰州大学硕士论文 4 f 4 f5 d - 4 f 6 手4 f 7 f j o 、o 图t 2 v o ? 基质与e i ，+ 之间的能量传递方式 1 3y v o a ：e u 3 + 的研究进展 1 3 1 微米级y v 0 4 ：e u a + 的研究进展 从1 9 6 4 1 9 6 6 年i _ , e v i n e 和p a l i l l a i l s l 用固相法制备出铕激活的钒酸钇 a v 0 4 ：e u 3 。 以后，以钒酸盐为基质的发光材料逐渐得到人们的关注。固相反应 主要是在y v 0 4 ：e u 3 + 的基础上掺杂其它的三价离子取代y ，如j o n gh ) ，l l l 【k a n g 等【1 6 1 用o d 舢- , n 口+ 取代了y v 0 4 ：e u 3 + 中的y 抖，研究表明：由于y v 0 4 和g d v 0 4 均属于四方结构，对于y v 0 4 ：e u 3 + ，g d 3 + 的掺入只是改变了晶胞参数，没有改变 其晶体结构，提高了y v 0 4 ：e u e 紫外和真空紫外下的发光性能；而l a v , 的掺入 不仅改变了晶胞参数，还改变了晶体结构，随着口十含量的增加，( y , l a ) v 0 4 ：e u v 由四方结构逐渐向单斜结构过渡，其发光强度也逐渐降低。s n e a m j 掣1 7 】用b p 取代了y v 0 4 ：e a 3 + 中的p + 。随着b i 3 + 的增加，b i ；y 0 9 s - , n 0 4 ：0 0 5 e u 3 + 逐渐由四方 结构向单斜结构过渡，与y v o , ：e u 扣 激发光谱相比较，b i , , y 0 粥x v o s ：0 0 5 e u 射 c g 荷迁移带从3 4 0n m 移动到4 2 0a m ，发射光谱为红光发射。 4 兰州大学硕士论文 1 3 2 纳米级y v 0 4 ：e i ，的研究进展 随着纳米时代的到来，纳米发光材料由于其独特的性质引起人们的极大关 ， 注。纳米材料的概念是在8 0 年代末期由德国科学家g l e i t e r 提出来的。广义的， 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围( 1 1 0 0 r i m ) 或由它们作 为基本单元构成的材料。纳米材料晶粒的细化，使晶粒表面电子结构和晶体结构 都发生了变异，产生了块状材料所不具备的表面界面效应，小尺寸效应，量子尺 寸效应和宏观量子隧道效应。 对于p d p 用荧光粉来说，纳米量级的荧光粉颗粒有许多优点：如可以显著 改善涂屏的均匀性，有助于提高质量和清晰度，降低屏幕的重量。纳米结构的 y v 0 4 ：e u 3 + 也逐渐成为研究的热点，在这些研究中，水热法由于其合成温度低， 条件温和，生成的物相缺陷少，结晶完美，容易控制产物粒度，易于生成中问价 态、介温态以及特殊的物相等优点一直被广泛应用。文献h y & o m e r m a ls y n t h e s i s a n dc h a r a c t e r i z a t i o no f y v 0 4 - b a s e dp h o s p h o r sd o p e dw i t he u 3 + i o n 中，l i m i a oc h e n 等用p v p ( 聚乙烯吡珞烷酮) 作为表面活性剂，用n a o h 调节溶液的p h 值合成 了纳米结构的w 0 4 ：e u 3 + ，并研究了在不同p h 值下y v 0 4 ：e t l 3 + 的形貌及其在紫 外下的发光性能。实验结果表明：随着p h 值的变化，生成纳米结构的y v 0 4 ：e u j + 也发生相应的变化，发射峰的强度和位置也相应的发生变化，在6 0 0 和8 0 0 下进行热处理之后，发射光谱中发射峰强度得到明显增强【堋。a m a a u dh u i g n a r d 掣1 9 1 用水热法合成了纳米y v 0 4 ：e u * ，研究了其在紫外下的发射光谱，文章通过 用3 2 0 代替h 2 0 ，验证了o h 基团对e u 3 + 的发射有一定的猝灭作用，文献中还 提出了y v 0 4 ：e u 3 + 中可能的能量转移，如图1 3 所示。 总结以上研究进展，我们可以看出：b i 3 + 和s ，能够很好地吸收紫外光，然 后把能量传递给基质，对基质的发光有敏化作用，在y b 0 3 ：e u 3 + , ，b i 3 + 和s d * 与稀土离子y 3 + 共掺提高了y b 0 3 ：e u 3 的发光强度 2 0 1 。对于y v 0 4 ：e u 3 + ，目前报 道的文献中掺杂过b i 3 + ，只研究了b i x y 0 9 5 x v 0 4 ：0 0 5 e u 3 + 在紫外下的发光性能， 我们将研究掺杂b i 3 + 后对y v 0 4 ：e u 3 + 真空紫外发光强度的影响。文献中没有报道 过y v 0 4 ：e u 3 + 共掺s j + 的情况，我们将制备s c x y 0 r 9 5 x v 0 4 ：o 0 5 e u 3 + ，并研究随着 掺杂离子s 矿的增加，对y v 0 4 ：e u 3 + ；e 紫外和真空紫外下发光强度的变化对于 y v o , ：e u 3 + 中掺杂g 矿和l a 3 + 取代y 3 + 的研究中，由于g d v 0 4 和y v 0 4 都是四方 兰州大学硕士论文 绪论 筵， 凸m 物m s 蓝 建 图l _ 3y v o c e u ”的能量传递途径( s c h e m e ：r e p r e s e n t a t i o no f e n e r g y - t r a n s f e rp a t h w a y s ( 1 s ) c e a d i n g t o r a d i a t i v e e 矿e m i s s i o n o t v e ) o r n o n r a d i a t i v e q u e n c h i n g ( q ) a 船u v l i g h t a b s o r p t i o n b y v a n a d a t e g r o u p s o o i n y v 0 4 ：e u ” s a m p l e s ) 结构，因而o d 3 + 比较容易进入晶格，形成固溶体，g d 抖可以有效的把能量传递 给e “”，从而提高了发光强度；l a y 0 4 为单斜晶系，所以l a ”的掺入，降低了 ( y , l a ) v 0 4 ：e u 3 + 的对称性。从而降低了发光强度。如果我们制备四方结构的 l a y 0 4 ，则比较容易与四方结构的y v 0 4 形成固溶体，由于l a 3 + 比y 弦的离子半 径大，b 愧代y 斗离子后，可以降低y - o 的电负性，从而提高e l ，一0 2 。的电荷 迁移带 2 0 1 。四方结构的l a v 0 4 属于亚稳态结构，用传统的高温固相法不能制得， 需要在温度较低的环境下才能获得，我们采用水热法对y v 0 4 ：e u 3 + 掺杂【a 3 + ，研 究口+ 对y v 0 4 ：e u 3 + 发光强度的影响。c h u n j i a n gj i a 2 1 i 用e d t a ( e t h y l e n e d i a m i n e t e t r a - e t i ca c i d ) 水热法合成了四方结构l a v 0 4 ：e u 3 + ，并且研究了其在紫外下的发 射光谱，但是四方结构的l a v 0 4 ：e u 3 + 名e 紫外下的激发光谱和真空紫外下的激发 和发射光谱都没有发现类似的报道。在此基础上，我们用直接水热法制备四方结 构的l a v 0 4 ：e u 3 + ，研究四方结构的l a v 0 4 ：e u 3 + 在紫外和真空紫外下的发光性能， 并研究了e u 3 + 的最佳掺杂浓度。另外，我们还在文献中报道的水热法基础上制备 了纳米结构的y v 0 4 ：e o 3 + 。文献中用水热法制备y v 0 4 ：e u 3 + 的过程中都是用 n a o h 来调节溶液的p h 值，这样容易引进钠离子并会影响所得产物的发光性能。 我们将采用氨水代替n a o h 调节p h 值，这样可以避免引入杂质离子n a + ，而且 在反应过程中由于n h 3 的逸出会达到分散颗粒的效果；文献中对于w 0 4 ：e u 3 + 6 兰州大学硕士论文 的研究只是在紫外区，在真空紫外区还没有相关的报道，因此，我们研究了 y v 0 4 ：e 一在真空紫外下的发光性能。由于p h 值不同，生成物质的形貌和发光 强度将会不同，对此，我们还在不同p h 值下还制备了纳米结构的y v 0 4 ：e u 3 + ， ， 对发光强度最高的y v 0 4 ：e u 3 + 进行熟处理，研究随着热处理温度的增加发光强度 的变化情况。 1 4 课题设计目的与主要研究内容 本文采用非对称结构的y v 0 4 代替( y , g d ) b 0 3 作为基质，e u ”作为激活剂，可 以得到较强的红光；第二，基质y v o , 在紫外区有很强的吸收，并能把吸收的能 量有效地传递给激活离子；第三，在w 0 4 基质中形成了y - 0 - v 键，键角为 1 7 0 0 ，直线形的链有利于原子波函数的重叠，通过交换作用传递能量，效率很高。 基于以上考虑，我们选定课题为：( y , l a ) v 0 4 ：e u 3 + 的制备及其发光性 能的研究。结合以上分析，我们得出本论文的研究思路。 首先，确定高温固相法制备y v 0 4 ：e u 糯最佳温度。由于y v 0 4 ：e # + 中，e u 3 + 的最佳掺杂浓度为0 0 5 ，所以在此温度我们制备了y 矗酆v 0 4 ：0 0 5 e u - “，研究其在 紫外和真空紫外下的发光性能，在此基础上，固定e u 3 + 的掺杂量，我们用e u 3 和 b ，、e u 3 + 和s c 3 + 共掺，研究掺杂离子对发光强度的影响；在固耜法制备 y v o a ：e u 3 + 的过程中，由于v 2 0 s 的挥发而使样品的颜色不纯，因此，我们用水热 法制备y v 0 4 ：e u 抖，研究溶液p h 值的变化对所得样品形貌和发光强度的影响，确 定发光强度最高的样品，并对其进行热处理；用水热法合成了“，l a ) v 0 4 ：e u ，+ ， 研究t l a 3 + 对y v o s ：e u 3 + 发光强度的影响，并制备了四方、亚稳态的l a v 0 4 ：e u 3 + ， 研究了其在紫外和真空紫外下的发光性能。 1 , 5 本论文的结构 本论文为以下几部分构成，分别为； 第一章：阐述了本论文的背景及其研究目的。 第二章：阐述了实验方法。 第三章：采用高温固相法合成了w 0 4 ：e u 甜- ，确定了合成单相的条件，并研究了 7 兰， | 大学硕士论文 其在紫外和真空紫外下的发光性能。 第四章：用固楣法合成了y 童鄄x b i x v 0 4 ：o 。0 5 e u 抖和y h 够袋c x v 0 4 ：o 。0 5 e u 飞o x o 0 5 ) ，讨论t b i 和s c 3 + 的掺入对样品发光性能的影响。 第五章：水热法制备了y 0 9 5 v 0 4 ：0 0 5 e u 抖，分析了样品在不同p h 值下所得样品的 形貌，以及不同形貌下的发光性能，并对发光强度最高的样品进行了热处理，随 着热处理温度的变化，研究了其发光性能的变化趋势。 第六章：用水热法制备了y o 蛄x l a x v 0 4 ：o 0 5 e u 气o x o 1 5 ) ，研究了掺杂离子l a 3 + 对y v 0 4 ：e u 3 + 发光强度的影响。制各了四方结构的l a v 0 4 ：e u 斗，并分别对紫外和 真空紫外下发光强度最高的样品与用高温固相法制得的单斜结构l a v 0 4 ：e u 3 + 和 四方结构的y v 0 4 ：e u ”进行了比较。 结论：对全文进行总结。 参考文献 【1 】a 触m i c h a e l s t r u c t m ea n dl u m i n e s c e n c eo ft h ep h o s p h a m - v a n a d a t e so fy 口+ ，l u 3 + a n d j = e l e c t r o c h e m s o c ：s o l i ds t a t es c i e n c e 1 9 6 7 ，11 4 ：3 6 7 - 3 7 0 【2 】o s v a l d oa s e r f , s i m o n ca c i c i l l i n i ，r e n a t a & i s h i k i a 删p r o c e d u r et oo b t a i n e u 3 + d o p e do x i d e a n do x o s a l t 3 0 4 ：3 1 岳- 3 1 9 1 3 s h 黜k i j l l n ，z i n gz h o n g y i l u m i n e s c e n c eo f e u 3 + i ny ( p ，v ) 0 4 ：e u 抖b a og a n g k e j 1 9 9 5 ，1 ：1 0 7 1 1 2 【4 】k r i w o t 7 = k i , m h a s s e w e t - c h e m i c a ls y n t h e s i so fd o p e de o l l o i d a ln a n o p a r t i c l e s ： y v 0 4 ：l n ( l n - - e u 3 + , s m 3 + , d y 3 + ) , l p h y s c h e m b 1 9 9 8 ，1 0 2 ：1 0 1 2 9 - 1 0 2 3 5 【5 】k r i w o t z l d ，m i 嬲s e c o l l o i d a ly v 0 4 ：e u 3 + a n dy p 0 9 5 v 0 腰0 4 ：e u w n a n o p a r t i e l e s ：l u m i n e s c e n e e a n de n e r g yt r a n s f e rp r o c e s s j p h y s c h c 弧& 2 0 0 1 ，1 0 5 ：1 2 7 0 9 1 2 7 1 3 【6 】s o e r e r , gp e s p i n o s a , h j w i l l i a m s ，kc s h e r w o o d , e a n e s b i t t f e r r i m a g n e t i cg a r n e t se o n m i n i n gp e n t a v a l e n tv a n a d i u m j a p p l p h y s 1 9 6 4 , 3 5 ： 5 7 0 5 7 3 。 兰州大学硕士论文 【刀g b l a s s e ，a b r i l j c h e m p h y s i n v e s t i g a t i o n so nb i 3 + - a e t i v a t e dp h o s p h o r s 1 9 6 8 ， 4 8 ：2 1 7 - 2 2 2 。 【8 】s g e l l e r , m a g i l l c o mc r y s t a ls t r u e t m a n d 向咖嘲灿o fy t t r i u m - i r o n g a r n e ty 3 f e = 2 ( f e 0 4 ) 3 j p b s ? c h e m s o l i d1 9 5 7 ，3 ：3 0 - 3 6 【9 】j b g o o d e n o u g h m a g n e t i s ma n dt h ec h e m i c a lb o n d 。i n t e r s c i e n c ep u b l i s h e r s , n e wy o r k 1 9 6 3 ，2 0 2 - 2 0 4 【1 0 】l iy a a h o n g ，h o n gg u a n g y a n s y n t h e s i sa n dl u m i n e s c e n c e p r o p e r t i e so f n a n o c r y s t a l l i n ey v 0 4 ：e u 弘s o l i d s t a t ec h e m 2 0 0 5 ，1 7 8 ：6 4 5 - 6 4 9 【1 l 】8 e r d e i ，l k o v a e s ，m m a r t i n i ，f m e i n a r d i ，f w a i n g e r , w b w h i t e p h o t o l u m i n e s c e n c ep r o p e r t i e so f t h e ( c a s o s ：c u + p o w d e r p h o s p h o r s j = l u m r 1 1 9 9 6 ，6 8 ：2 7 - 2 9 【1 2 】u r a m b a b u a , d p a m a l n e r k a r ，b b k a l e ，s b u d d h u d u b f l u o l e s c e n c es p e c t r a o fe u 3 + - d o p e dl n v 0 4 ( l n = l a 3 + a n dn p o w d e rp h o s p h o r s m a t e r r e s b u l l 2 0 0 0 3 5 ：9 2 9 - 9 3 6 【1 3 1m a n i t l l a p r a m a k r i s h a t m , a c h a t t e r j e e ，g a l e x a n d e r , h s i n 出s p e c t r a l m p e r t i e sa n de m i s s i o ne f f i c i e n c i e so fg d v 0 4p h o s p h o r s a p p l p h y s a 2 0 0 2 ， 7 4 ：1 5 3 1 6 2 【1 4 】h 2 胁g ，x f u , s n i u , g s u n , q x i n p h o t o l u m i n e s c e n e eo fy v 0 4 ：t m 3 + p h o s p h o rp r e p a r e db yap o l y m e r i z a b l ec o m p l e xm e t h o d & ，如ds t a t ec a 口舰 2 0 0 4 ，1 3 2 ：5 2 7 - 5 3 1 f 1 5 】f c p a l i l l a , a kl 毋i n e ，m r i n k e v i c s r a r ee a r t ha c t i v a t e dp h o s p h o mb a s e d o ny t 虹i u mo r t h o v a n a d a t ea n dr e l a t e dc o m p o u n d s ze l e c t r o c h e m s o c 1 9 6 5 ，11 2 ( 8 ) ：7 7 6 7 7 9 【1 6 j o n gh y u kk a y 9w o nb i ni r a , d o n gc h i nl e ee ta 1 c o r r e l a t i o no f p h o t o l u m i n e s c e n e eo f ( y , l n w 0 4 ：e u 3 + ( l n = o d 3 + a n dl a 3 + ) p h o s p h o r sw i t ht h d r c r y s t a ls t n l c t i | 栅s o l i d s t a t ec h e m 2 0 0 5 1 3 3 ：5 1 6 5 6 【1 7 s n e e r a j ，n k i j i m a , a k c h e e t h a m n o v e lr e dp h o s p h o r sf o rs o l i ds t a t el i g h t i n g ： t h es y s t e mb i x l n l x v 0 4 ：e u 3 + s m 3 + ( l n = y 3 + ，o d 3 3 s o l i ds t a t ec h e m 2 0 0 4 ，1 3 1 ： 6 5 6 9 【1 8 】l i m i a oc h e n , y o u n i a nu l l ，k e l o n gh u a n g h y d r o t h e r m a ls y n t h e s i sa n d 9 兰! ! ! 奎堂堂奎 丝堡 c h a r a c t e r i z a t i o no fy v 0 4 - b a s e dp h o s p h o r sd o p e dw i t he u 3 * i o n m a t e r r e s b u l l 2 0 0 6 ，4 1 ：1 5 8 - 1 6 0 【1 9 a m a u dh u i g n a r , i , v a l e r i eb u i s s e t t e ，a n n e - c h r i s t i n ef r a n v i l l e e ta 1 陆s i o n p r o c e s s e si ny v 0 4 ：e u 3 + n a n o p a r t i c l e s zp h y s c h e m 五2 0 0 3 1 0 7 ：6 7 5 4 6 7 5 9 2 0 】l i n e a lw a n g , y u h u aw a n g , e n h a n c e dp h o t o l u m i n e s c e n c eo f y b 0 3 ：e u 3 + w i t ht h e i n c o r p o r a t i o no fs