Mn4+:Sr2GaNbO6材料的合成与发光性能研究(3)

1.硼酸盐基质。硼酸盐基质材料是近年来发光材料领域的研究热点之一,它的结构独特,发光性能优越,并且合成温度低,物理化学性质稳定。硼与氧的原


1.硼酸盐基质。硼酸盐基质材料是近年来发光材料领域的研究热点之一,它的结构独特,发光性能优越,并且合成温度低,物理化学性质稳定。硼与氧的原子电负性差异极大,所以B-O键强度大,价带与导带之间的能隙大,有利于短波长紫外线透过,符合被蓝光和近紫外光激发的条件。其次,硼元素是一种性质很特别的元素。硼和氧可以形成BO3基团和BO4基团,这两种基团可以以不同方式穿过氧桥,形成结构丰富的硅酸盐化合物。2011年,刘丽等[12]报道了以Eu3+为激活离子硼酸盐为基质的荧光粉LiLa2O2BO3:Eu3+。2009年,杨志平等[13]报道了LiBaB9O15:Eu3+红色荧光粉,该荧光粉在近紫外(400nm)和蓝光(470nm)存在明显吸收,在400nm的光激发下,产生主峰位于618nm的红光发射。

2.硅酸盐基质。硅酸盐基质材料由于它的优点在近年来一直是研究的热点,它的优点如,发光性能优越,化学性质稳定,热稳定性优良,光能够很好的穿过结晶体,激发光谱带宽大,原料价格低,易得。2011年,高斌[14]报道了通过溶胶-凝胶法制备以Eu3+激活硅酸盐基质的荧光粉。

3.钨/钼酸盐基质。钨/钼酸盐基质材料是最典型的自激活材料。科研工作者们非常关注钨/钼酸盐基质材料,它在LED领域得到了重点研究,基于它的磷光体可以有效地吸收蓝紫光并将其传输到掺杂的活化离子。2010年,谢安[15]报道了以Eu3+为激活离子的CaMoO4:Eu3+红色荧光粉。

4.氮氧化物。氧氮化物荧光体具有强共价键,这种强共价键作为它的基本单元,形成了特定三维网状结构的氮化硅四面体。它具有热稳定性能优越,温度特性优越等优点。氮氧化物荧光粉也受到了一系列的研究。

5.铌酸盐基质。近几年来,人们对以铌酸盐为基质材料的发光粉体也产生了浓厚的兴趣,铌酸盐基质材料在掺杂后表现出的性质非常耐人寻味,科研工作者们也对铌酸盐基质进行了研究。对于LED来说,基质材料的性质极大影响着磷光体的发光性质,铌酸盐之所以是一种性能优越的基质材料,与它形式多样的结构密不可分。并且它的热稳定性质好,化学性质好,这也是其中的原因之一。通过对资料的查阅,我们发现目前国内外以铌酸盐为基质材料的双钙钛矿型荧光粉的研究还不够系统全面,对于它的光学性质研究还不足以体现它的性能。因此,本课题以对铌酸盐基质,以Mn4+为激活离子探索它的合成条件,研究它的发光性能具有意义,可以为选择合成Mn4+:Sr2GaNbO6材料提供实验方案和依据。

1.5 基质材料结构和发光中心锰离子的特点

铌酸镓锶盐基质是一种新型的双钙钛矿结构材料,属于一致熔融化合物,基本分子式为A2BB’O6,它的构型图如图1.2。钙钛矿材料广泛存在于自然界中,一般用ABO3代表其结构通式子,简单钙钛矿(ABO3)如LaGaO3,NdGaO3和LaAlO3。其结构解析证明是以B位阳离子为中心典型的八面体共顶连接,A位离子为顶点。A、B离子可以为单一离子或多种离子,已报道的A阳离子可以是无机形式或者有机形式(Cs+,CH3NH3+,NH2CH=NH2+等),B是过渡金属离子(Pb2+,Sn2+,Mn2+,Fe2+等)[16],O的位置不仅说明可以是氧原子也可以是卤素原子。在制备钙钛矿型粉末中,A位常见的离子有Ca2+或Sr2+等,B位离子有Al3+或Ga3+等。大量的材料具有基本的钙钛矿结构或类似这种结构但有小的变形。稍复杂的钙钛矿结构通常满足A2BB'O6和A3B2B'O9的式子,原因是B和B’离子在原始的钙钛矿结构单元的八面体中有序排列。由于晶胞的复杂性增加,材料的种类繁多,因此可以产生更连续的晶格参数。复杂的金属氧化物具有通式A2BB’O6,其中B和B’位点交替地被不同阳离子所占据,这取决于它们的价态和相对离子半径,称为双钙钛矿或表土石。钙钛矿型氧化物在化学组成和晶体结构、多种离子的组合和控制方面都有一定的灵活性。这为新材料的开发提供了很多可能[17]。