一种新型的红色发光材料Ca₃Al₂O₆：Eu³⁺

【作者】 高晓蕊； 雷立旭；

【机构】 东南大学化学化工学院；

【摘要】 本文通过共沉淀法制备了层状氢氧化物[Ca_2．9-xAl₂EU_x（OH）_9．8]（NO₃）_2+x·2．5H₂O,直接将 Eu³⁺引入到 LDH 氢氧化物层内,对其在不同温度（1000、1150、1250、1350、1450℃）下煅烧,得到了一种新型的红色发光材料 Ca₃Al₂O₆：Eu³⁺。根据不同温度下煅烧产物的 X 射线衍射图谱,发现在1000℃以下,样品主要是以 Ca₁₂Al₁₄O₃₃形式存在,且无荧光。但随着温度的升高,Ca₁₂Al₁₄O₃₃相逐渐消失,最终在1350℃时变成了纯的 Ca₃Al₂O₆相,而且具有荧光性能。从 SEM 图中可以看出,此材料具有无定型的结构。煅烧产物的激发光谱中由一个很宽的激发峰和几个很尖锐的激发峰组成,宽的激发峰是由基质晶格的吸收引起的,最大激发峰位于250 nm 附近。基质吸收激发能量并传给激活剂 Eu³⁺,进而发出荧光,煅烧产物的发射光谱由几个尖锐的峰组成,这是 Eu³⁺的特征发射峰。579 nm 的发射峰是基于 Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₀ 跃迁；593 nm 附近的发射峰是由于 EH³⁺的磁偶极跃迁,它几乎不受基质晶格场环境的影响；主要的发射峰位于610-620 nm（614 nm 和619 nm）内,是由 Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₂电偶极跃迁造成的；649 nm 附近的发射峰归因于 Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₃跃迁。700 nm 附近的发射峰是由于 Eu³⁺ 的⁵D₀-⁷F₄跃迁。实验中还研究了煅烧温度及 Eu³⁺的浓度对材料荧光强度的影响,结果发现当 Eu³⁺的浓度为1．0％,焙烧温度为1350℃时,荧光强度最大,且在紫外灯照射下,样品呈现橘红色,材料的最大激发波长为250 nm,最大发射峰位于614 nm。共沉淀方法制备的样品疏松,硬度小,易粉碎,稍加研磨,即可成为细的发光材料粉末。而高温固相法制备的样品硬度大,要经过粉碎研磨后才得以应用,而且发光强度也会因晶体破碎而降低。更多还原