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晶体结构对铈离子掺杂KxNa1−xSrPO4固溶体荧光粉发光性质的影响

2021-07-21王正义胡拥军林一婷

城市学刊 2021年4期

王正义,楼 航,胡拥军,林一婷

(湖南城市学院 材料与化学工程学院,湖南 益阳 413000)

发光是物质吸收外界(射线、外加电场、高能粒子或电子束轰击等)能量后,其电子被激发,变得不稳定,将多余能量以光子形式释放后,回到稳定状态的过程[1]﹒无机发光材料以磷酸盐、硅酸盐、铝酸盐、硫化物、氮化物等化合物作为基质,掺入少量激活剂(通常是稀土离子),利用激活剂能级的丰富性和d、f轨道电子容易发生跃迁的特性,当电子被外界环境激发后,以光子的形式发生辐射跃迁[2-3]﹒

我国稀土资源非常丰富,稀土离子因为其特殊的电子构型和丰富的能级结构显现出优异的发光性能﹒地壳中的铈的丰度较高,易于提取分离,且价格实惠[4]﹒Ce的价层电子结构为 4f15d16s2,其4f电子层未被充满,可在7个4f轨道间产生多种排布方式,从而产生大量的电子能级﹒Ce3+离子作为激活离子时一般会有2个吸收带,分别位于紫外光区和红外光区﹒紫外光区的属于4f~5d的电子层跃迁,是容许的电偶极子跃迁(非禁戒跃迁),具有较强的吸收系数,可以产生高效的宽带吸收和发射;红外光区的电子跃迁属于4f内壳层2F5/2-2F7/2的禁戒跃迁﹒Ce3+离子的d轨道能级分裂易受到晶体场的影响,故其作为荧光粉中的激活剂时,发光性质受晶体场环境影响很大,波长可调控范围覆盖整个可见光区域[4-6]﹒由此可见,Ce3+离子作为有效的激活剂,具有很重要的研究和应用价值﹒

在众多荧光粉基质中,磷酸盐来源广泛、价格低廉,具有良好……

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