研究目的
研究掺杂Sm3+的Na2ZnP2O7荧光粉的结构、光谱及光致发光特性,包括Sm3+浓度、Li+和K+离子电荷补偿以及热稳定性的影响,以探索其在白光LED中的潜在应用。
研究成果
Na2ZnP2O7:Sm3+荧光粉在1 mol% Sm3+最佳掺杂浓度下呈现橙红色发射,经Li+和K+电荷补偿(尤其是离子半径更小的Li+)后发光增强。其浓度猝灭源于偶极-偶极相互作用,且该荧光粉热稳定性良好、热猝灭效应低,有望成为基于紫外激发的白光LED中橙红色发光组件的理想候选材料。
研究不足
该研究仅限于Na2ZnP2O7基质中Sm3+的掺杂,未探索其他稀土离子或基质。固相反应法在纯度或均匀性方面可能存在固有局限性。热稳定性测试最高至440K,但未评估更高温度或长期稳定性。应用潜力仅为理论推测,未经实际LED器件验证。
1:实验设计与方法选择:
研究采用固相反应法合成,通过XRD、FT-IR和拉曼光谱进行结构分析,并测量光致发光以评估光学特性和热稳定性。
2:样品选择与数据来源:
样品制备时在Na2ZnP2O7基质中添加不同浓度Sm3+(0.001至0.07 mol)及Li+、K+补偿剂,使用Na2CO3、ZnO、(NH4)2HPO4和Sm2O3等原料。
3:001至07 mol)及Li+、K+补偿剂,使用Na2COZnO、(NH4)2HPO4和Sm2O3等原料。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括配备Cu Kα源的SIEMENS-D8-θ/2θ XRD、Perkin Elmer Spectrum 1000 FT-IR光谱仪、Horiba LabRam HR-800显微拉曼光谱仪、带氙灯的Horiba Fluoromax 4P光谱仪,以及带温控器和375纳米激光器的JOBIN YVON HR 320光谱仪。材料使用玛瑙研钵研磨和圆柱形压片压制。
4:实验步骤与操作流程:
混合物料经研磨后加热至350°C,压制成片,720°C烧结24小时并冷却。室温下测量XRD、FT-IR、拉曼和PL光谱,20K至440K范围内进行温度依赖性PL测量。
5:数据分析方法:
数据分析包括将XRD图谱与标准JCPD数据比对,基于文献指认红外和拉曼谱带,运用Dexter理论分析PL强度与浓度的猝灭机制,计算临界距离和激活能,并确定CIE色度坐标。
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获取完整内容-
XRD
D8-θ/2θ
SIEMENS
Performing X-ray diffraction measurements for structural analysis.
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FT-IR Spectrometer
Spectrum 1000
Perkin Elmer
Recording Fourier transform infrared spectra.
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Micro-Raman Spectrometer
LabRam HR-800
Horiba
Performing Raman scattering experiments.
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Spectrometer
Fluoromax 4P
Horiba
Measuring photoluminescence spectra.
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Spectrometer
HR 320
JOBIN YVON
Analyzing temperature-dependent DC emission.
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Agate Mortar
Grinding mixtures during sample preparation.
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