新穎磷酸鹽與釩酸鹽螢光體合成與發光特性之研究

Abstract

本研究利用固態合成法製備AxByPzOw:R(R= Eu2+、Eu3+)、CxDyPzOw:R′(R′= Eu2+、Eu3+、Tb3+、Eu2+﹐Mn2+)、ExFyPzOw :R〃(R〃= Eu2+、Eu3+、Tb3+)、GxHyPzOw: Eu2+與IxJyVzOw :Eu3+等五系列磷酸鹽與釩酸鹽螢光體，並利用X光粉末繞射、紫外-可見光全反射光譜與螢光光譜進行其結構與發光特性鑑定。其主旨在於開發新穎磷酸鹽與釩酸鹽螢光體以供近紫外或藍光激發，並探討活化劑濃度與稀土磷酸鹽與釩酸鹽螢光體發光特性與能量轉移之關係。 Eu3+所摻雜不同主體螢光體中之激發光譜並無太大變化，僅IxJyVzOw :Eu3+因自身釩酸根活化，造成激發光譜呈寬化現象；而摻Eu3+螢光體放射光譜顯示Eu3+離子均佔據由5D0→7F2電偶極躍遷主導的非反轉對稱格位。 在Eu2+摻雜螢光體呈現Eu2+源自於4f 7 → 4f 65d躍遷之典型寬帶吸收，而Eu2+主要放射為源自4f 65d→ 4f 7之躍遷，本研究探討活化劑濃度對稀土螢光體發光特性的影響之外，Eu2+→Eu2+能量轉移與濃度淬滅之關係亦加以探討。 發射綠光之不同Tb3+摻雜螢光體，其發光光譜間並無太大差異，而在高濃度Tb3+摻雜時，由於Tb3+離子中5D3 與5D4 之間的交叉弛豫現象造成其放射光譜由5D4→7FJ電子躍遷主導。 此外，紫外光激發CxDyPzOw :Eu2+,Mn2+螢光體，則同時呈現波長432 nm之Eu2+放射帶與波長558 nm 之Mn2+發光帶，由於Eu2+發光光譜與Mn2+激發光譜呈現明顯重疊，因此可推論Eu2+和Mn2+之間呈現共振能量轉移並為共振型的電偶極－四極交互作用，本論文利用Eu2+→Mn2+能量轉移原理，適當地調控Eu2+和Mn2+相互比例，發現紫外光激發下CxDyPzOw :Eu2+,Mn2+可產生藍白光。