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中国稀土学报2025年第06期:Dy~(3+)/Tm~(3+)共掺石榴石镓酸盐粉末的制备及其性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:林子康;刘杨;洪智;刘雯琪;连政;黄建辉;

单位:江西理工大学稀土学院;国家稀土功能材料创新中心;

摘要:W-LED作为第四代照明光源,广泛应用在家居照明、医学照明等领域,近紫外激发单一基质荧光粉逐渐成为研究热点。本文采用高温固相法制备了一系列稀土离子激活荧光粉:Y_3Sc_2Ga_3O_(12):x Dy~(3+)和Y_3Sc_2Ga_3O_(12):0.06Dy~(3+)/y Tm~(3+)。通过测试样品的XRD及荧光光谱、荧光寿命和SEM等性能对样品的物相、结构及发光性能进行了表征,并对其能量传递机制和CIE坐标进行了研究。XRD分析表明Dy~(3+)和Tm~(3+)均成功取代Y~(3+)进入基质晶格。荧光光谱结果表明:Y_3Sc_2Ga_3O_(12):x Dy~(3+)在监测波长为582 nm下时的最佳激发波长为351 nm;用最佳激发波长激发时Y_3Sc_2Ga_3O_(12):x Dy~(3+)荧光粉发射黄光和蓝光,其发光强度随着Dy~(3+)的浓度增加呈现先增大后减小的规律,Y_3Sc_2Ga_3O_(12):0.06Dy~(3+)发光强度最好。根据Dy~(3+)和Tm~(3+)的激发光谱,选取364 nm波长激发Y_3Sc_2Ga_3O_(12):0.06Dy~(3+)/y Tm~(3+)荧光粉发光,通过调控Tm~(3+)的掺杂比例实现Y_3Sc_2Ga_3O_(12):0.06Dy~(3+)/y Tm~(3+)最强发光并且发光颜色可调。通过监测不同浓度Tm~(3+)掺杂下Dy~(3+)的荧光寿命,验证了Dy~(3+)/Tm~(3+)之间存在能量传递。色坐标分析结果表明改变Tm~(3+)的掺杂比例,可以实现发光颜色的调节,发光颜色从黄绿色到蓝紫色变化,其中Y_3Sc_2Ga_3O_(12):0.06Dy~(3+)/0.05Tm~(3+)荧光粉的CIE色坐标为(0.3302, 0.3401),最接近标准白光点(0.333, 0.333)。实验结果表明:通过调节Dy~(3+)/Tm~(3+)掺杂比,Y_3Sc_2Ga_3O_(12):Dy~(3+)/Tm~(3+)荧光粉可实现白光发射,在W-LED照明领域具有很好的应用价值。

关键词:Dy~(3+)/Tm~(3+)共掺杂;;光谱性能;;荧光调控

基金资助:国家自然科学基金项目(62365011);; 江西省大学生创新创业计划训练项目(S202410407052)资助