以鎵酸鋅(ZnGaO)和鎵酸釔(YGaO)為基質的兩類發光材料的製備、發光特性及機理,主要實驗內容及結果如下:1.採用高溫固相法製備了ZnGaO粉體,通過研究不同退火氣氛、鋅鎵比(Zn/Ga)及煅燒溫度對其發射光譜的影響,成功地實現了對其紫外和藍色兩個發光帶的調製。
簡介
在此基礎上對ZnGaO本徵發光的機理進行了研究,證實了鎵酸鋅的藍色發光來源於正常鎵氧八面體的電子躍遷,紫外發光來源於含有氧空位的畸變鎵氧八面體的電子躍遷.2.合成了一種新型的綠色發光材料ZnGaO:Tb.研究了鎵酸鋅兩個本徵發光帶對鋱離子綠色發光的不同影響,探討了鋱離子在鎵酸鋅基質中的發光機理.解釋了在X射線和紫外線激發下ZnGaO:Tb發射光譜的不同特點.3.研究了ZnGaO系發光材料的兩種軟化學法合成工藝.採用異相沉澱法(微包裹法)合成了ZnGaO粉體,與固相合成法相比合成溫度降低了200℃;採用聚合物前驅體法(Pechini法)合成了ZnGaO:Tb粉體,其合成溫度在更低的550℃左右,與高溫固相法得到的樣品相比,鋱離子的綠色發光得到了明顯的增強.對樣品的微觀形貌分析表明,通過Pechini法可得到的尺寸均一的納米級發光粉體.4.首次研究了以YGaO為基質的系列螢光粉的發光特性和機理.採用高溫固相法得到了YEuGaO、YTbGaO、YBiGaO等紅、綠、藍三基色發光粉體。
玻璃
高折射率Ho3+/Yb3+摻雜鉍鎵酸鹽玻璃，用Brewster 原理測量玻璃的折射率為2.296。用倒易法計算Yb3+的發射截面面積為2.109×10−20 cm2。在室溫，用974 nm雷射器激發玻璃樣品，觀察並記錄到強烈的雙光子上轉換螢光。分析認為：鉍鎵酸鹽玻璃中Yb3+直接敏化Ho3+的上轉換髮光的激發機理是Yb3+到Ho3+的高效能量傳遞。上轉換過程中紅光相對強度較強的原因為：玻璃聲子能量特性、最大能量聲子密度降低和玻璃綠光區強吸收3方面因素增加了5F5 能級上的粒子數布居，使5F5→5I8 能級的躍遷幾率升高，導致紅光強度大於綠光強度。
