搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

掺铈YVO4 晶体的发光特性及铈离子的价态分析

王友发 吴周礼 李文润 王帅 童红双 阮永丰

掺铈YVO4 晶体的发光特性及铈离子的价态分析

王友发, 吴周礼, 李文润, 王帅, 童红双, 阮永丰
PDF
导出引用
  • 采用中频感应单晶炉和提拉法生长了高质量的掺Ce的YVO4晶体,并采用了两种不同的方式进行掺杂,即分别在YVO4晶体掺入了Ce2(CO3)3和CeO2,两种不同方式的掺杂浓度均为2at%. 使用XRD测试了这两种晶体的物相,发现样品主要以YVO4相存在. 吸收谱、荧光光谱和激发光谱的测试发现,这两种不同掺杂方式所得到的样品具有相似的光谱特性,即使用325 nm的紫外线激发时,两种样品均可发出以440 nm为中心的宽带蓝光, 这是来自Ce3+离子的5d → 4f的特征发射;而在460 nm的激发下,两种样品又均可发出以620 nm为中心的宽带红光.通过X射线光电子能谱(XPS)对样品中的各个元素进行的测试分析,发现氧元素的1s峰分裂为529.8 eV和531.8 eV,这说明晶体中存在两种配位氧离子, 一种是正常配位的氧离子(O2-),另一种是带空穴的配位氧离子(O-).由Ce的XPS测试结果中展现的5个5d峰推断, 样品中的铈是以Ce3+和Ce4+ 两种形式共存, 这种共存与两种配位氧离子的存在密切相关.我们认为, Ce:YVO4晶体的宽带红光发射来自Ce4+-O2-的电荷迁移发光, 并且它有可能因此而成为一种新型的用于白光LED的红色荧光粉.
    [1]

    Tang X D, Ding Z J, Zhang Z M 2007 J. Lumin. 122 66

    [2]

    Ruan Y F, Lu S H, Zhang S C, Li G H, Li W R 2006 J. Synth. Cryst. 35 501 (in Chinese) [阮永丰, 卢树华, 张守超, 李广慧, 李文润 2006 人工晶体学报 35 501]

    [3]

    Zhang S Y, Ren J S 1989 Chinese J. Lumin. 10 101 (in Chinese) [张思远, 任金生 1989 发光学报 10 101]

    [4]

    Mu Z F, Wang Y H, Hu Y H, Wu H Y, Deng L Y, Xie W, Fu C J, Liao C X 2011 Acta Phys. Sin. 60 013201 (in Chinese) [牟中飞, 王银海, 胡义华, 吴浩怡, 邓柳咏, 谢伟, 符楚君, 廖臣兴 2011 物理学报 60 013201]

    [5]

    Yang X B, Shi Y, Li H J, Bi Q Y, Su L B, Li X, Pan Y B, Liu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 8050 (in Chinese) [杨新波, 石云, 李红军, 毕群玉, 苏良碧, 刘茜, 潘裕柏, 徐军 2009 物理学报 58 8050]

    [6]

    Danielson E, Devenney M, Daniel M, Josh H, Robert C, Eric W, Damodare, Casper M, Henry W, Wu X D 1998 Science 279 837

    [7]

    Jiang Y D, Zhang F, Summers C J, Wang Z L 1999 Appl. Phys. Lett. 74 1677

    [8]

    Lee Y E, Norton D P, Budai J D, Rack P D, Potter M D 2000 Appl. Phys. Lett. 77 678

    [9]

    Fu S L, Chai F, Chen J, Zhang H Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 3254 (in Chinese) [符史流, 柴飞, 陈洁, 张汉焱 2008 物理学报 57 3254]

    [10]

    Jaclbs R R, Krupke W F, Krupke, Weber M J 1978 Appl. Phys. Lett. 33 410

    [11]

    Blasse G, Bril A 1967 J. Chem. Phys. 47 5139

    [12]

    Weber M J 1973 J. Appl. Phys. 44 3205

    [13]

    Wong C M, Rotman S R, Warde C 1984 Appl. Phys. Lett. 44 1038

    [14]

    Yu Y L, Hu G, Zhang R F 1992 Chin J. Anal. Chem. 20 471 (in Chinese) [于亚莉, 胡刚, 张瑞峰 1992 分析化学 20 471]

    [15]

    Zou Y Q, Li X J, Xu J, Gan F X 2003 J. Synth. Cryst. 32 28 (in Chinese) [邹宇琦, 李新军, 徐军, 干福熹 2003 人工晶体学报 32 28]

    [16]

    Mo S B, Xiao M, Weng Y, Qian S H 2004 J. Anal. Sci. 20 534 (in Chinese) [莫少波, 肖玫, 翁明, 钱沙华 2004 分析科学学报 20 534]

    [17]

    Alifanti M, Baps B, Blangenois N, Naud J, Grange P, Delmon B 2003 Chem. Mater. 15 395

    [18]

    Mullins D R, Overbury S H, Huntley D R 1998 Surf. Sci. 409 307

    [19]

    Lindner U, H. Papp 1991 J. Anal. Chem. 341 387

    [20]

    Toshiyuki Masui, Takanobu Chiga, Nobuhito Imanaka, Gin-ya Adachi 2003 Mater. Res. Bull. 38 17

    [21]

    Faical Larachi, Jerome Pierrea, Alain Adnot, Alain Bernis 2002 Appl. Surf. Sci. 195 236

    [22]

    Holgado J P, Munuera G, Espinos J P, Gonzalez-Elipe A R 2000 Appl. Surf. Sci. 158 164

    [23]

    Zhao L Z 1989 Acta Phy. Sin. 38 987 (in Chinese) [赵良仲 1989 物理学报 38 987]

    [24]

    Edmond Abi-aad, Rafeh Bechara, Jean Grimblot, antoine Aboukais 1993 Chem. Mater. 5 793

    [25]

    Yan H, Ma L J, Chen G H, Huang S P, Wen H J, Guo W M 1997Acta Phys. Sin. 46 1658 (in Chinese) [严辉, 马黎君, 陈光华, 黄世平, 文华杰, 郭伟明 1997 物理学报 46 1658]

    [26]

    Liang L, Gu D, Duan Y, Ma X H, Liu F S, Wu X H, Qiu L Q, Chen M N, Liao J Y, Chen D Z, Zhang X, Gong B, Xue X P, Xu W X, Wang J C 2004 Acta Phys. Sin. 53 543 (in Chinese) [梁玲, 顾牡, 段勇, 马晓辉, 刘峰松, 吴湘惠, 邱隆清, 陈铭南, 廖晶莹, 沈定中, 张昕, 宫波, 薛炫萍, 徐炜新, 王景成 2004 物理学报 53 543]

    [27]

    Wu Z L, Ruan Y F, Wang Y F, Wang S, Tong H S 2012 J. Synth. Cryst. 41 (1) (in Chinese, to be published) [吴周礼, 阮永丰, 王友发, 王帅, 童红双 2012 人工晶体学报 41 (1)(待发表)]

    [28]

    Danielson E, Devenney M, Daniel M, Josh H, Robert C, Eric W, Damodara Mk, Damodara M, Casper M, Henry W 1998Mol. Struct. 470 229

    [29]

    Zhang S Y 2005 Chemical Bond Theory of Complex Structure Crystals on DielectricDescription and Application (Beijing:Science Press) p30 (in Chinese) [张思远 2005 复杂晶体化学键的介电理论及其应用 (北京: 科学出版社)第30页]

  • [1]

    Tang X D, Ding Z J, Zhang Z M 2007 J. Lumin. 122 66

    [2]

    Ruan Y F, Lu S H, Zhang S C, Li G H, Li W R 2006 J. Synth. Cryst. 35 501 (in Chinese) [阮永丰, 卢树华, 张守超, 李广慧, 李文润 2006 人工晶体学报 35 501]

    [3]

    Zhang S Y, Ren J S 1989 Chinese J. Lumin. 10 101 (in Chinese) [张思远, 任金生 1989 发光学报 10 101]

    [4]

    Mu Z F, Wang Y H, Hu Y H, Wu H Y, Deng L Y, Xie W, Fu C J, Liao C X 2011 Acta Phys. Sin. 60 013201 (in Chinese) [牟中飞, 王银海, 胡义华, 吴浩怡, 邓柳咏, 谢伟, 符楚君, 廖臣兴 2011 物理学报 60 013201]

    [5]

    Yang X B, Shi Y, Li H J, Bi Q Y, Su L B, Li X, Pan Y B, Liu Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 8050 (in Chinese) [杨新波, 石云, 李红军, 毕群玉, 苏良碧, 刘茜, 潘裕柏, 徐军 2009 物理学报 58 8050]

    [6]

    Danielson E, Devenney M, Daniel M, Josh H, Robert C, Eric W, Damodare, Casper M, Henry W, Wu X D 1998 Science 279 837

    [7]

    Jiang Y D, Zhang F, Summers C J, Wang Z L 1999 Appl. Phys. Lett. 74 1677

    [8]

    Lee Y E, Norton D P, Budai J D, Rack P D, Potter M D 2000 Appl. Phys. Lett. 77 678

    [9]

    Fu S L, Chai F, Chen J, Zhang H Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 3254 (in Chinese) [符史流, 柴飞, 陈洁, 张汉焱 2008 物理学报 57 3254]

    [10]

    Jaclbs R R, Krupke W F, Krupke, Weber M J 1978 Appl. Phys. Lett. 33 410

    [11]

    Blasse G, Bril A 1967 J. Chem. Phys. 47 5139

    [12]

    Weber M J 1973 J. Appl. Phys. 44 3205

    [13]

    Wong C M, Rotman S R, Warde C 1984 Appl. Phys. Lett. 44 1038

    [14]

    Yu Y L, Hu G, Zhang R F 1992 Chin J. Anal. Chem. 20 471 (in Chinese) [于亚莉, 胡刚, 张瑞峰 1992 分析化学 20 471]

    [15]

    Zou Y Q, Li X J, Xu J, Gan F X 2003 J. Synth. Cryst. 32 28 (in Chinese) [邹宇琦, 李新军, 徐军, 干福熹 2003 人工晶体学报 32 28]

    [16]

    Mo S B, Xiao M, Weng Y, Qian S H 2004 J. Anal. Sci. 20 534 (in Chinese) [莫少波, 肖玫, 翁明, 钱沙华 2004 分析科学学报 20 534]

    [17]

    Alifanti M, Baps B, Blangenois N, Naud J, Grange P, Delmon B 2003 Chem. Mater. 15 395

    [18]

    Mullins D R, Overbury S H, Huntley D R 1998 Surf. Sci. 409 307

    [19]

    Lindner U, H. Papp 1991 J. Anal. Chem. 341 387

    [20]

    Toshiyuki Masui, Takanobu Chiga, Nobuhito Imanaka, Gin-ya Adachi 2003 Mater. Res. Bull. 38 17

    [21]

    Faical Larachi, Jerome Pierrea, Alain Adnot, Alain Bernis 2002 Appl. Surf. Sci. 195 236

    [22]

    Holgado J P, Munuera G, Espinos J P, Gonzalez-Elipe A R 2000 Appl. Surf. Sci. 158 164

    [23]

    Zhao L Z 1989 Acta Phy. Sin. 38 987 (in Chinese) [赵良仲 1989 物理学报 38 987]

    [24]

    Edmond Abi-aad, Rafeh Bechara, Jean Grimblot, antoine Aboukais 1993 Chem. Mater. 5 793

    [25]

    Yan H, Ma L J, Chen G H, Huang S P, Wen H J, Guo W M 1997Acta Phys. Sin. 46 1658 (in Chinese) [严辉, 马黎君, 陈光华, 黄世平, 文华杰, 郭伟明 1997 物理学报 46 1658]

    [26]

    Liang L, Gu D, Duan Y, Ma X H, Liu F S, Wu X H, Qiu L Q, Chen M N, Liao J Y, Chen D Z, Zhang X, Gong B, Xue X P, Xu W X, Wang J C 2004 Acta Phys. Sin. 53 543 (in Chinese) [梁玲, 顾牡, 段勇, 马晓辉, 刘峰松, 吴湘惠, 邱隆清, 陈铭南, 廖晶莹, 沈定中, 张昕, 宫波, 薛炫萍, 徐炜新, 王景成 2004 物理学报 53 543]

    [27]

    Wu Z L, Ruan Y F, Wang Y F, Wang S, Tong H S 2012 J. Synth. Cryst. 41 (1) (in Chinese, to be published) [吴周礼, 阮永丰, 王友发, 王帅, 童红双 2012 人工晶体学报 41 (1)(待发表)]

    [28]

    Danielson E, Devenney M, Daniel M, Josh H, Robert C, Eric W, Damodara Mk, Damodara M, Casper M, Henry W 1998Mol. Struct. 470 229

    [29]

    Zhang S Y 2005 Chemical Bond Theory of Complex Structure Crystals on DielectricDescription and Application (Beijing:Science Press) p30 (in Chinese) [张思远 2005 复杂晶体化学键的介电理论及其应用 (北京: 科学出版社)第30页]

  • [1] 马格林, 张玉明, 张义门, 马仲发. SiC外延层表面化学态的研究. 物理学报, 2008, 57(7): 4119-4124. doi: 10.7498/aps.57.4119
    [2] 丁万昱, 徐军, 陆文琪, 邓新绿, 董闯. 微波ECR磁控溅射制备SiNx薄膜的XPS结构研究. 物理学报, 2009, 58(6): 4109-4116. doi: 10.7498/aps.58.4109
    [3] 曾雄辉, 赵广军, 徐 军. 温度梯度法生长的Ce: YAlOZr3高温闪烁晶体的光谱分析. 物理学报, 2004, 53(6): 1935-1939. doi: 10.7498/aps.53.1935
    [4] 徐布一, 陈俊蓉, 蔡静, 李权, 赵可清. 2-(甲苯-4-磺酰胺基)-苯甲酸的结构、光谱与热力学性质的理论研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1531-1536. doi: 10.7498/aps.58.1531
    [5] 矫玉秋, 赵 昆, 卢贵武. H3PAuPh与(H3PAu)2(1,4-C6H4)2光谱性质的密度泛函研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1592-1598. doi: 10.7498/aps.57.1592
    [6] 李阳平, 刘正堂, 刘文婷, 闫 峰, 陈 静. GeC薄膜的射频磁控反应溅射制备及性质. 物理学报, 2008, 57(10): 6587-6592. doi: 10.7498/aps.57.6587
    [7] 王英伟, 王自东, 程灏波. 新型激光晶体Yb:KY(WO4)2的结构与光谱. 物理学报, 2006, 55(9): 4803-4808. doi: 10.7498/aps.55.4803
    [8] 徐蕙, 王顺利, 刘爱萍, 陈本永, 唐为华. Cu/TiOx复合薄膜的电子态分析及其对亲水性的影响. 物理学报, 2010, 59(5): 3601-3606. doi: 10.7498/aps.59.3601
    [9] 张宇, 温斌, 宋肖阳, 李廷举. 不同氮掺杂浓度碳纳米管的制备及其成键特性分析. 物理学报, 2010, 59(5): 3583-3588. doi: 10.7498/aps.59.3583
    [10] 李雪辰, 何寿杰, 艾希成, 张建平, 陈岐岱, 王 龙. 圆锥气泡声致发光光脉冲和光谱. 物理学报, 2005, 54(2): 977-981. doi: 10.7498/aps.54.977
    [11] 杨治虎, 赵永涛, 殷纬纬, 李宁溪, 张小安. 氧离子激发光谱的精密测量. 物理学报, 2006, 55(9): 4520-4527. doi: 10.7498/aps.55.4520
    [12] 赵洪英, 戴长建, 关锋. 钐原子的两步激发共振光电离光谱. 物理学报, 2009, 58(1): 215-222. doi: 10.7498/aps.58.215
    [13] 李 钢, 聂超群, 李玉同, 张 翼, 张 杰, 李汉明, 李英骏, 程 涛. 绝缘阻挡放电等离子体发光光谱的特性. 物理学报, 2008, 57(2): 969-974. doi: 10.7498/aps.57.969
    [14] 金 瑾, 陈 旸, 裴林森, 胡长进, 马兴孝, 陈从香. 射流冷却AlO自由基B2Σ+—X2Σ+光谱研究. 物理学报, 2000, 49(9): 1689-1691. doi: 10.7498/aps.49.1689
    [15] 杜建宾, 武德起, 唐延林, 隆正文. 外场作用下邻苯二甲酸二丁酯的分子结构和光谱研究. 物理学报, 2015, 64(7): 073101. doi: 10.7498/aps.64.073101
    [16] 李福利, 张小安, 赵永涛, 杨治虎, 肖国青, 詹文龙. 129Xe30+轰击Ni表面激发靶原子偶极跃迁和禁戒 (M1和E2)跃迁的特征光谱线. 物理学报, 2004, 53(10): 3341-3346. doi: 10.7498/aps.53.3341
    [17] 侯碧辉, 邵 萌, 王吉有, 范志达, 徐新龙, 汪 力. MgF2单晶的THz光谱研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1370-1374. doi: 10.7498/aps.56.1370
    [18] 谢安东, 周玲玲, 阮文, 伍冬兰, 罗文浪. 自辐射场下PuO分子光谱研究. 物理学报, 2012, 61(4): 043302. doi: 10.7498/aps.61.043302
    [19] 韩玉龙, 李真, 汪江洪, 凤尔银, 黄武英. Mg-CO体系的相互作用势和光谱预测. 物理学报, 2013, 62(9): 093101. doi: 10.7498/aps.62.093101
    [20] 谢安东, 谢晶, 周玲玲, 伍冬兰, 阮文, 罗文浪. 自辐射场下UN2分子的光谱研究. 物理学报, 2015, 64(6): 063301. doi: 10.7498/aps.64.063301
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  3786
  • PDF下载量:  894
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-12-27
  • 修回日期:  2012-06-06
  • 刊出日期:  2012-11-05

掺铈YVO4 晶体的发光特性及铈离子的价态分析

  • 1. 天津大学理学院, 天津 300072

摘要: 采用中频感应单晶炉和提拉法生长了高质量的掺Ce的YVO4晶体,并采用了两种不同的方式进行掺杂,即分别在YVO4晶体掺入了Ce2(CO3)3和CeO2,两种不同方式的掺杂浓度均为2at%. 使用XRD测试了这两种晶体的物相,发现样品主要以YVO4相存在. 吸收谱、荧光光谱和激发光谱的测试发现,这两种不同掺杂方式所得到的样品具有相似的光谱特性,即使用325 nm的紫外线激发时,两种样品均可发出以440 nm为中心的宽带蓝光, 这是来自Ce3+离子的5d → 4f的特征发射;而在460 nm的激发下,两种样品又均可发出以620 nm为中心的宽带红光.通过X射线光电子能谱(XPS)对样品中的各个元素进行的测试分析,发现氧元素的1s峰分裂为529.8 eV和531.8 eV,这说明晶体中存在两种配位氧离子, 一种是正常配位的氧离子(O2-),另一种是带空穴的配位氧离子(O-).由Ce的XPS测试结果中展现的5个5d峰推断, 样品中的铈是以Ce3+和Ce4+ 两种形式共存, 这种共存与两种配位氧离子的存在密切相关.我们认为, Ce:YVO4晶体的宽带红光发射来自Ce4+-O2-的电荷迁移发光, 并且它有可能因此而成为一种新型的用于白光LED的红色荧光粉.

English Abstract

参考文献 (29)

目录

    /

    返回文章
    返回