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人工晶体学报2024年第08期:Tb~(3+)掺杂钒磷酸盐蓝绿发光调控及发光机理研究

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作者:张守超;高森单;刘洪飞;姜荣云;王翠红;聂晓菊;张丽文;覃冰;

单位:天津城建大学理学院;北京卓立汉光仪器有限公司;

摘要:本文采用高温固相方法合成了不同掺杂浓度的YVO_4∶Tb~(3+)、YPO_4∶Tb~(3+)和YV_(1-x)P_xO_4∶Tb~(3+)系列荧光粉,利用差示扫描量热法(DSC)分析了高温固相合成过程中的化学反应,确定将1 350℃作为高温合成温度。利用XRD表征了材料物相结构,结果显示材料物相单一,均为四方晶系结构。研究了YVO_4∶Tb~(3+)、YPO_4∶Tb~(3+)和YV_(1-x)P_xO_4∶Tb~(3+)系列荧光粉室温下的发光性质。受晶体场影响,紫外激发下YVO_4∶Tb~(3+)中Tb~(3+)发光主要以~5D_3→~7F_J(J=6,5,4,2)跃迁发光为主,发光显示为蓝光;P元素的增加改变了YV_(1-x)P_xO_4∶Tb~(3+)晶体场环境,增强了基质与~5D_3、~5D_4能级间的多声子弛豫及~5D_3→~5D_4能级间的交叉弛豫,~5D_4→~7F_(J′)(J′=6,5,4,3)发射逐渐占优,发光呈现蓝、青、绿发光变化;掺杂浓度对YPO_4∶Tb~(3+)发光调控作用显著,随着掺杂浓度增加,Tb~(3+)的~5D_3与~5D_4能级间的交叉弛豫作用增强,~5D_3发光减弱,~5D_4发光增强,通过调整掺杂浓度实现材料发光由青光到绿光的调控。综上,通过基质组分及掺杂浓度调节,可实现Tb~(3+)掺杂钒磷酸盐体系蓝绿发光调控。

关键词:钒磷酸盐;;高温固相法;;交叉弛豫过程;;能量传递;;拉曼光谱;;稀土发光材料

基金资助:国家自然科学基金(12104338);; 天津市研究生科研创新项目(2022SKYZ135)