掺杂和取代对红色荧光材料SrAl12O19：Mn4＋发光性能的影响

SrAl12O19：Mn4＋是一种用于高显色性白光发光二极管的候选红色荧光材料。本论文研究了Mg2＋、Zn2＋和Ge4＋离子的掺杂效应以及Ga3＋Ca2＋和Ba2＋离子的取代效应对SrAl12O19：Mn4＋荧光材料性能的影响。样品通过高温固相反应制备，焙烧温度在1250—1500℃之间。利用x射线衍射技术表征了材料的相纯度，用荧光激发光谱和发射光谱表征了材料的荧光性能。研究结果指出，与未进行M矿或Zn2＋掺杂的样品相比，Mg2＋或Zn2＋离子对Al3＋格位的掺杂可以使材料的发光强度提高-60％，其原因被认为是掺杂促进了激活剂Mn4＋离子进入品格，其过程可以表示为：MO＋MnO2 MAl＇＋Mn Al＇＋3Oox（M=Mg，Zn），电子顺磁共振谱支持这一结果。Ge4＋离子的掺杂使材料的发光性能明显下降。Ga3＋离子可以取代Al3＋离子形成全范围的固溶体，其中少量Ga3＋离子的掺杂可以使材料的荧光发射强度提高～13％。而掺杂量进一步提高使材料的荧光性能下降。Ca2＋和Ba2＋对Sr2＋的取代仅形成有限范围的固溶体。Ca2＋的取代使材料的发光性能提高；而Ba2＋的取代使材料的发光强度下降。