本文選題：GdBO_3:Tb~(3+) + GdBO_3:Eu~(3+)　； 參考：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著等離子顯示(PDP)的發(fā)展,對高品質(zhì)熒光粉提出迫切的要求。硼酸釓基質(zhì)熒光粉相比硅酸鹽、鋁酸鹽熒光粉具有穩(wěn)定性好、發(fā)光強度高、發(fā)光效率高等優(yōu)點,成為目前PDP用熒光粉研究的熱點。大量研究發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)有熒光粉摻雜適量的非稀土金屬離子可以大幅提高其熒光性能。水熱法具有反應(yīng)條件溫和,結(jié)晶性能好等特點,成為近年稀土熒光粉合成的新方法。水熱法合成基于GdBO_3摻雜Tb~(3+)的綠色熒光粉和基于GdBO_3摻雜Eu~(3+)的紅色熒光粉,在Tb~(3+)與Eu~(3+)最佳摻雜濃度基礎(chǔ)上分別引入金屬離子Mn~+(Na~+、K~+、Mg~(2+)、Al~(3+))。研究其發(fā)光強度、量子效率、物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌。用熒光光譜儀(PL)、X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)等手段對材料性能進行表征。主要結(jié)論如下:水熱法制備GdBO_3:Tb~(3+)熒光粉,結(jié)晶性能良好,為六方晶系。當(dāng)Gd~(3+):Tb~(3+)濃度比為20:1時,發(fā)光強度和量子效率達到最大值,為Tb~(3+)最佳摻雜濃度。在最佳性能GdBO_3:Tb~(3+)熒光粉基礎(chǔ)上,適量摻雜Na+、K+、Mg~(2+)均可提升GdBO_3:Tb~(3+)熒光粉的發(fā)光強度,當(dāng)Gd~(3+):Tb~(3+):Na+為20:1:1時性能最優(yōu)異,發(fā)光強度較未摻雜Na+時提升41.5%,量子效率提升23.0%,為Na+最佳摻雜濃度;當(dāng)Gd~(3+):Tb~(3+):K+為20:1:5時性能最優(yōu)異,發(fā)光強度較未摻雜K+時提高78.6%,量子效率提高21.8%,為K+的最佳摻雜濃度;當(dāng)Gd~(3+):Tb~(3+):Mg~(2+)為20:1:2時性能最優(yōu)異,發(fā)光強度較未摻雜Mg~(2+)提升38.9%,量子效率提升39.8%,為Mg~(2+)最佳摻雜濃度。摻雜Al~(3+)后GdBO_3:Tb~(3+)熒光粉XRD衍射峰平緩無峰,表面形貌塌陷呈不規(guī)則顆粒狀,熒光性能減弱,當(dāng)Gd~(3+):Tb~(3+):Al~(3+)為20:1:0.5時,發(fā)光強度較未摻雜Al~(3+)時降低33.7%,量子效率降低54.3%。水熱法制備GdBO_3:Eu~(3+)熒光粉,結(jié)晶性能良好,為六方晶系,當(dāng)Gd~(3+):Eu~(3+)為20:1時,發(fā)光強度和量子效率達到最大值,為Eu~(3+)最佳摻雜濃度。在最佳性能GdBO_3:Eu~(3+)熒光粉基礎(chǔ)上,適量摻雜K+可以提升GdBO_3:Eu~(3+)熒光粉的發(fā)光性能,當(dāng)Gd~(3+):Eu~(3+):K+為20:1:2時性能最優(yōu)異,發(fā)光強度較未摻雜K+時提升34.9%,量子效率提升21.6%,為K+的最佳摻雜濃度。摻雜Na+、Mg~(2+)、Al~(3+)摻雜后熒光性能出現(xiàn)大幅衰減,當(dāng)Gd~(3+):Eu~(3+):Na+為20:1:1時,發(fā)光強度較未摻雜Na+時降低44.0%,量子效率降低37.6%;當(dāng)Gd~(3+):Eu~(3+):Mg~(2+)為20:1:1時,發(fā)光強度較未摻雜Mg~(2+)時降低15.9%,量子效率降低16.7%;當(dāng)Gd~(3+):Eu~(3+):Al~(3+)為20:1:0.5時,發(fā)光強度較未摻雜Al~(3+)時降低71.6%,量子效率降低56.8%。
[Abstract]:With the development of plasma display (PDP), high quality phosphors are urgently required. Compared with silicate gadolinium borate phosphor aluminate phosphor has many advantages such as better stability high luminescence intensity and high luminous efficiency. It has become a hot spot in the research of phosphors used in PDP. A large number of studies have found that doping proper amount of non-rare earth metal ions into existing phosphors can greatly improve their fluorescence properties. Hydrothermal method is a new method for the synthesis of rare earth phosphors due to its mild reaction conditions and good crystallization properties. The green phosphors based on GdBO_3 doped Tb~(3 and the red phosphors based on GdBO_3 doped Eu~(3) were synthesized by hydrothermal method. Based on the optimum doping concentration of Tb~(3 and Eu~(3, the metal ions MnNa-Na ~ (K ~ (+) _ (2) and GdBO_3 ~ (2) were introduced, respectively. The luminescence intensity, quantum efficiency, phase structure and microstructure were studied. The properties of the materials were characterized by means of fluorescence spectrometer, X-ray diffractometer and field emission scanning electron microscope (FE-SEM). The main conclusions are as follows: GdBO_3:Tb~(3) phosphors prepared by hydrothermal method have good crystallization properties and belong to hexagonal crystal system. The maximum luminescence intensity and quantum efficiency were obtained when the concentration ratio of Gd~(3 to TbbB3 was 20:1, which is the best doping concentration for Tb~(3. On the basis of the optimum performance of GdBO_3:Tb~(3) phosphors, the luminescence intensity of GdBO_3:Tb~(3) phosphors can be enhanced by doping appropriate amount of Na ~ (2 +) K _ (+) MgO _ (2), and the best performance is obtained when the Gd~(3 _ (+): TbGdBO_3:Tb~(3 _ (3) O _ (3) Na is 20:1:1. The luminescence intensity is increased 41.5 and the quantum efficiency is increased 23.0, which is the best doping concentration of Na. The luminescence intensity is increased 78.6 and the quantum efficiency is 21.8, which is the best doping concentration of K when Gd~(3: TB: K is 20:1:5, the luminescence intensity is 78.6 and the quantum efficiency is 21.8. When Gd~(3: Tb1: Mg2) is 20:1:2, the performance is the best, the luminescence intensity is 38.9% higher than that of undoped Mg~(2), the quantum efficiency is increased 39.8%, and the best doping concentration is Mg~(2. After doping with Al~(3), the XRD diffraction peak of GdBO_3:Tb~(3) phosphors is flat, the surface morphology collapses irregularly, and the fluorescence property is weakened. When the Gd~(3 + Tbtbtbtbtbtbtbt3 / Alt3) is 20: 1 / 0.5, the luminescence intensity is lower than that of the undoped Al~(3), and the quantum efficiency is reduced by 54.3% and 54.3%, compared with that of the undoped Al~(3. GdBO_3:Eu~(3) phosphors prepared by hydrothermal method have good crystalline properties, which are hexagonal crystal system. When Gd~(3 / EU: EU + 3) is 20:1, the luminescence intensity and quantum efficiency reach the maximum, which is the best doping concentration for Eu~(3). On the basis of the optimum performance of GdBO_3:Eu~(3) phosphors, the luminescent properties of GdBO_3:Eu~(3) phosphors can be improved by adding appropriate amount of K. The best performance of the phosphors can be obtained when the Gd~(3 = 3: K is 20:1:2, the luminescence intensity is 34.9 and the quantum efficiency is increased by 21.6g, which is the best doping concentration of K. The fluorescence properties of doped Na / Mg-O ~ (2 +) / Al ~ (2 +) / Al ~ (2 +) were attenuated significantly. When Gd~(3: EU ~ (3) / Na was 20:1:1, the luminescence intensity was 44.0 and the quantum efficiency was lower than that without doping Na, and the quantum efficiency was decreased by 37.6%, when Gd~(3: EU ~ (2) was 20:1:1, the luminescence intensity was lower than that without doping Na, and the quantum efficiency was decreased by 37.6 ~ (th), respectively. The luminescence intensity is 15.9and the quantum efficiency is 16.70.When the Gd~(3 is 20: 1: 0.5, the luminescence intensity is 71.6and the quantum efficiency is 56.8% lower than that of the undoped Al~(3.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ422

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本文編號：1810372