射頻磁控濺射法制備CaWO4-Eu3+薄膜及其發(fā)光研究.pdf

1、在現(xiàn)代照明領(lǐng)域中,白光LED逐步取代傳統(tǒng)的照明方式,廣泛應用于日常生活中。研究表明,CaWO4:Eu3+熒光粉不僅能被254 nm的紫外光激發(fā),而且還能被393 nm的近紫外光和465 nm的藍光有效激發(fā),其相應的激發(fā)波長與目前商用的紫外LED或者藍光LED芯片相匹配,是一種發(fā)光性能穩(wěn)定的紅色熒光粉。發(fā)光薄膜與傳統(tǒng)的熒光粉制成的顯示器相比,在分辨率、對比度、均勻性、熱傳導性、釋氣速率、與基底的附著力等方面都具有較強的優(yōu)越性。
　　

2、我們采用射頻磁控濺射法在硅片上制備了CaWO4:Eu3+薄膜,主要得到以下結(jié)論:
　　(1)采用傳統(tǒng)的陶瓷工藝制備的Ca0.64WO4:Eu0.24陶瓷,相對密度只有87％左右;當燒結(jié)溫度在1100℃以上時,Ca0.64WO4:Eu0.24陶瓷中存在兩相,主相為四方相的CaWO4和單斜晶系Eu2WO6的析出相。
　　(2)熱處理溫度對CaWO4:Eu3+薄膜的紅光發(fā)光強度具有很大影響。隨著熱處理溫度的升高,CaWO4:Eu3

3、+薄膜的結(jié)晶度逐漸提高,CaWO4:Eu3+薄膜由非晶態(tài)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗑B(tài),薄膜的紅光發(fā)光強度也相應增強。薄膜需在700-800℃熱處理后才能強烈地表現(xiàn)出Eu3+離子的特征發(fā)光性能;最佳的熱處理工藝條件為:800℃,保溫3小時。
　　(3)正交實驗結(jié)果說明,當摻雜濃度較低時(2%),對薄膜發(fā)光強度影響的強弱順序依次為濺射氣壓、濺射功率和濺射時間,較高的濺射氣壓(1.0 Pa)有利于提高薄膜的紅光發(fā)光強度;當摻雜濃度較高時(24%),

4、影響的強弱順序依次為濺射時間、濺射功率和濺射氣壓,較低的濺射氣壓(0.2 Pa)有利于提高薄膜的紅光發(fā)光強度。
　　(4)光電子能譜(XPS)和X射線衍射(XRD)分析表明,樣品表面主要為Eu,Ca, W和O;制備的CaWO4:Eu3+薄膜樣品均具有是白鎢礦結(jié)構(gòu),沒有其他雜相。用220 nm激發(fā)薄膜樣品時,觀察到CaWO4基質(zhì)到Eu3+離子7D0→5Fj(j=0,1,2,3,4)之間的能量傳遞現(xiàn)象,其中最強處為5D0→7F2電偶極