稀土離子Ce4+和Eu3+在一維結構基質Ca2SnO4和Ca2PbO4中的發(fā)光研究.pdf

1、利用高溫固相反應法制備了Ca2SnO4:Ce4+、Ca2SnO4:(Sr2+,Ce4+)、Ca2SnO4:(Eu3+,Ce4+)和Ca2PbO4:Eu3+等一維結構發(fā)光體,采用X射線衍射技術、X射線光電子能譜和熒光光譜等測試手段對樣品的結構、結合能及發(fā)光特性進行了研究。XPS結果顯示 Ca2SnO4擁有兩種結合能分別為527.7 eV和529.3 eV的晶格O2-離子,前者對應于SnO6八面體終端上的O2-離子,而后者屬于八面體平面上的

2、O2-離子。Ca2Sn1-xCexO4和Sr2CeO4一維結構發(fā)光體的發(fā)光來源于Ce4+-O2-的電荷遷移躍遷,通常認為O2-與Ce4+離子之間的電荷遷移激發(fā)在紫外波段存在著兩個激發(fā)峰。Sr2+離子摻雜的Ca2Sn1-xCexO4樣品的光譜測量結果顯示Ca2Sn1-xCexO4在紫外波段實際上存在著三個激發(fā)峰。Ca2Sn1-xCexO4樣品的三個激發(fā)峰分別位于31000 cm-1、34500 cm-1和37400 cm-1附近。在Ca2

3、Sn1-xCexO4的Ca2+格位上摻雜Sr2+離子,三個激發(fā)峰明顯顯露,且分別藍移至31200 cm-1、34700 cm-1和38400 cm-1左右;然而,樣品發(fā)射光譜的形狀保持不變。Sr2CeO4激發(fā)光譜也可以用三個高斯峰擬合,其峰值分別位于29300 cm-1、33400 cm-1和37000 cm-1附近。
　　Ce4+和Eu3+共摻雜的Ca2-xEuxSn1-yCeyO4樣品的發(fā)射光譜組成結構隨Eu3+摻雜濃度產(chǎn)生很

4、大變化,當Eu3+摻雜濃度低時,樣品中同時存在著Ce4+-O2-的藍光發(fā)射和Eu3+的紅光發(fā)射;當Eu3+摻雜濃度較高時,樣品中只存在著Eu3+離子的紅光發(fā)射。Ce4+-O2-藍色發(fā)光的壽命約為81μs,其能量來源于O2-和Ce4+離子間的電荷遷移吸收;而Eu3+紅色發(fā)光的壽命約為830μs,其能量來源于O2-和Eu3+離子間的電荷遷移吸收。Eu3+-O2-鍵比Ce4+-O2-鍵更容易吸收紫外光,兩者之間沒有能量傳遞現(xiàn)象。
　　在

5、Ca2PbO4基質中摻雜Eu3+離子,Eu3+離子的發(fā)射以電偶極躍遷5D0–7F2為主導地位,在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生強的紅光發(fā)射。與同構的Sr2CeO4:Eu3+和Ca2SnO4:Eu3+發(fā)光體相比, Ca2PbO4:Eu3+的紅光發(fā)射強于前者而弱于后者。Ca2PbO4:Eu3+在紫外波段存在著非常寬的激發(fā)帶,其中含有兩個激發(fā)峰,一個峰位于289 nm左右,另一個峰位于340 nm附近。前者屬于Eu3+-O2-電荷遷移帶,而后者與基質本身或