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白光发光二极管用SrGdLiTeO6:Eu3+红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

赵旺 平兆艳 郑庆华 周薇薇

白光发光二极管用SrGdLiTeO6:Eu3+红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

赵旺, 平兆艳, 郑庆华, 周薇薇
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  • 采用高温固相法成功合成出双钙钛矿结构SrGd1-xLiTeO6xEu3+x=0.1–1.0)红色荧光粉,并采用X-射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱、电致发光光谱等测试手段对粉体的结构、光致发光特性以及发光二极管器件的光色电特性进行了系统研究.激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线测试结果表明Eu3+的最佳掺杂浓度为x=0.6,更大的掺杂量会引起浓度猝灭.基于van Uitert浓度猝灭公式,提出一种更准确的表达形式用于拟合、分析能量传递类型,揭示出电偶极-电偶极作用导致浓度猝灭.Judd-Ofelt理论计算得出较高的跃迁强度参数和量子效率,说明高度畸变的非心C1晶体场促使高效的超灵敏跃迁红光发射.在423 K时积分发光强度达到室温时的85.2%,热激活能经计算为0.2941 eV.基于此样品的发光二极管能够发出明亮的红光.综上所述,该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度以及发光热稳定性,是一种潜在的近紫外激发白光发光二极管用红色荧光粉.
    • 基金项目: 安徽省自然科学基金(批准号:1708085QE91)、安徽省教育厅科研基金(批准号:gxyqZD2016259,gxyqZD2016260,KJ2016A673,gxbjZD37)、淮南市/校级科研创新团队(批准号:2016A24)和淮南师范学院校级研究项目(批准号:2015hsjyxm07,2015hsyxkc15,2017hsyxkc70)资助的课题.
    [1]

    Nakamura S, Senoh M, Iwasa N, Nagahama S 1995 Appl. Phys. Lett. 67 1868

    [2]

    Lin C C, Meijerink A, Liu R S 2016 J. Phys. Chem. Lett. 7 495

    [3]

    Pust P, Schmidt P J, Schnick W 2015 Nat. Mater. 14 454

    [4]

    Li S, Xie R J, Takeda T, Hirosaki N 2018 ECS J. Solid State SC 7 R3064

    [5]

    Pust P, Weiler V, Hecht C, Tücks A, Wochnik A S, Henß A, Wiechert D, Scheu C, Schmidt P J, Schnick W 2014 Nat. Mater. 13 891

    [6]

    Yoshimura K, Fukunaga H, Izumi M, Takahashi K, Xie R J, Hirosaki N 2017 Jpn. J. Appl. Phys. 56 041701

    [7]

    Meyer J, Tappe F 2015 Adv. Opt. Mater. 3 424

    [8]

    Chen D, Zhou Y, Zhong J 2016 RSC Adv. 6 86285

    [9]

    Judd B R 1966 J. Chem. Phys. 44 839

    [10]

    Li L, Chang W, Chen W, Feng Z, Zhao C, Jiang P, Wang Y, Zhou X, Suchocki A 2017 Ceram. Int. 43 2720

    [11]

    Sharits A R, Khoury J F, Woodward P M 2016 Inorg. Chem. 55 12383

    [12]

    Liu Q, Wang L, Huang W, Li X, Yu M, Zhang Q 2018 Ceram. Int. 44 1662

    [13]

    Li X, Liu Q, Huang W, Chen S, Wang L, Yu M, Zhang Q 2018 Ceram. Int. 44 1909

    [14]

    Zhong J S, Gao H B, Yuan Y J, Chen L F, Chen D Q, Ji Z G 2018 J. Alloys Compd. 735 2303

    [15]

    Yin X, Wang Y, Huang F, Xia Y, Wan D, Yao J 2011 J. Solid State Chem. 184 3324

    [16]

    Fu A, Guan A, Gao F, Zhang X, Zhou L, Meng Y, Pan H 2017 Opt. Laser Technol. 96 43

    [17]

    Yin X, Yao J, Wang Y, Zhao C, Huang F 2012 J. Lumin. 132 1701

    [18]

    Zhang L, Sun B, Shao C, Zhen F, Wei S, Bu W, Yao Q, Jiang Z, Chen H 2018 Ceram. Int. 44 17305

    [19]

    Sivakumar V, Varadaraju U V 2008 J. Solid State Chem. 181 3344

    [20]

    Li X, Li X, Wang X, Tong L, Cheng L, Sun J, Zhang J, Xu S, Chen B 2017 J. Mater. Sci. 52 935

    [21]

    Sun H, Zhang Q, Wang X, Zhang T 2014 Mater. Lett. 131 164

    [22]

    Liu Q, Wang L, Huang W, Zhang L, Yu M, Zhang Q 2017 J. Alloys Compd. 717 156

    [23]

    Li Q, Zhang L, Zhen F, Wei S, Bu W, Yao Q, Jiang Z, Chen H 2018 Ceram. Int. 44 15565

    [24]

    Jiao M, Yang C, Liu M, Xu Q, Yu Y, You H 2017 Opt. Mater. Express 7 2660

    [25]

    Liang Y, Noh H M, Ran W, Park S H, Choi B C, Jeong J H, Kim K H 2017 J. Alloys Compd. 716 56

    [26]

    Sletnes M, Lindgren M, Valmalette J C, Wagner N P, Grande T, Einarsrud M A 2016 J. Solid State Chem. 237 72

    [27]

    Yu R, Wang C, Chen J, Wu Y, Li H, Ma H 2014 ECS J. Solid State SC 3 R33

    [28]

    Nguyen H, Kim S, Yeo I, Mho S 2012 J. Electrochem. Soc. 159 J54

    [29]

    López M L, Alvarez I, Gaitán M, Jerez A, Pico C, Veiga M L 1993 Solid State Ionics 63–65 599

    [30]

    Amrithakrishnan B, Subodh G 2017 Mater. Res. Bull. 93 177

    [31]

    Park J H, Woodward P M 2000 Int. J. Inorg. Mater. 2 153

    [32]

    Korotkov A S, Atuchin V V 2010 J. Phys. Chem. Solids 71 958

    [33]

    Judd B R 1962 Phys. Rev. 127 750

    [34]

    Ofelt G S 1962 J. Chem. Phys. 37 511

    [35]

    Werts M H V, Jukes R T F, Verhoeven J W 2002 Phys. Chem. Chem. Phys. 4 1542

    [36]

    Tanner P A 2013 Chem. Soc. Rev. 42 5090

    [37]

    Wiglusz R J, Pazik R, Lukowiak A, Strek W 2011 Inorg. Chem. 50 1321

    [38]

    Jørgensen C K, Reisfeld R 1983 J. Less-Comm. Met. 93 107

    [39]

    Blasse G 1968 Phys. Lett. A 28 444

    [40]

    van Uitert L G 1967 J. Electrochem. Soc. 114 1048

    [41]

    Riseberg L A, Moos H W 1968 Phys. Rev. 174 429

    [42]

    Fonger W H, Struck C W 1970 J. Chem. Phys. 52 6364

    [43]

    Liu Q, Li X, Zhang B, Wang L, Zhang Q, Zhang L 2016 Ceram. Int. 42 15294

    [44]

    Liang J, Zhao S, Yuan X, Li Z 2018 Opt. Laser Technol. 101 451

  • [1]

    Nakamura S, Senoh M, Iwasa N, Nagahama S 1995 Appl. Phys. Lett. 67 1868

    [2]

    Lin C C, Meijerink A, Liu R S 2016 J. Phys. Chem. Lett. 7 495

    [3]

    Pust P, Schmidt P J, Schnick W 2015 Nat. Mater. 14 454

    [4]

    Li S, Xie R J, Takeda T, Hirosaki N 2018 ECS J. Solid State SC 7 R3064

    [5]

    Pust P, Weiler V, Hecht C, Tücks A, Wochnik A S, Henß A, Wiechert D, Scheu C, Schmidt P J, Schnick W 2014 Nat. Mater. 13 891

    [6]

    Yoshimura K, Fukunaga H, Izumi M, Takahashi K, Xie R J, Hirosaki N 2017 Jpn. J. Appl. Phys. 56 041701

    [7]

    Meyer J, Tappe F 2015 Adv. Opt. Mater. 3 424

    [8]

    Chen D, Zhou Y, Zhong J 2016 RSC Adv. 6 86285

    [9]

    Judd B R 1966 J. Chem. Phys. 44 839

    [10]

    Li L, Chang W, Chen W, Feng Z, Zhao C, Jiang P, Wang Y, Zhou X, Suchocki A 2017 Ceram. Int. 43 2720

    [11]

    Sharits A R, Khoury J F, Woodward P M 2016 Inorg. Chem. 55 12383

    [12]

    Liu Q, Wang L, Huang W, Li X, Yu M, Zhang Q 2018 Ceram. Int. 44 1662

    [13]

    Li X, Liu Q, Huang W, Chen S, Wang L, Yu M, Zhang Q 2018 Ceram. Int. 44 1909

    [14]

    Zhong J S, Gao H B, Yuan Y J, Chen L F, Chen D Q, Ji Z G 2018 J. Alloys Compd. 735 2303

    [15]

    Yin X, Wang Y, Huang F, Xia Y, Wan D, Yao J 2011 J. Solid State Chem. 184 3324

    [16]

    Fu A, Guan A, Gao F, Zhang X, Zhou L, Meng Y, Pan H 2017 Opt. Laser Technol. 96 43

    [17]

    Yin X, Yao J, Wang Y, Zhao C, Huang F 2012 J. Lumin. 132 1701

    [18]

    Zhang L, Sun B, Shao C, Zhen F, Wei S, Bu W, Yao Q, Jiang Z, Chen H 2018 Ceram. Int. 44 17305

    [19]

    Sivakumar V, Varadaraju U V 2008 J. Solid State Chem. 181 3344

    [20]

    Li X, Li X, Wang X, Tong L, Cheng L, Sun J, Zhang J, Xu S, Chen B 2017 J. Mater. Sci. 52 935

    [21]

    Sun H, Zhang Q, Wang X, Zhang T 2014 Mater. Lett. 131 164

    [22]

    Liu Q, Wang L, Huang W, Zhang L, Yu M, Zhang Q 2017 J. Alloys Compd. 717 156

    [23]

    Li Q, Zhang L, Zhen F, Wei S, Bu W, Yao Q, Jiang Z, Chen H 2018 Ceram. Int. 44 15565

    [24]

    Jiao M, Yang C, Liu M, Xu Q, Yu Y, You H 2017 Opt. Mater. Express 7 2660

    [25]

    Liang Y, Noh H M, Ran W, Park S H, Choi B C, Jeong J H, Kim K H 2017 J. Alloys Compd. 716 56

    [26]

    Sletnes M, Lindgren M, Valmalette J C, Wagner N P, Grande T, Einarsrud M A 2016 J. Solid State Chem. 237 72

    [27]

    Yu R, Wang C, Chen J, Wu Y, Li H, Ma H 2014 ECS J. Solid State SC 3 R33

    [28]

    Nguyen H, Kim S, Yeo I, Mho S 2012 J. Electrochem. Soc. 159 J54

    [29]

    López M L, Alvarez I, Gaitán M, Jerez A, Pico C, Veiga M L 1993 Solid State Ionics 63–65 599

    [30]

    Amrithakrishnan B, Subodh G 2017 Mater. Res. Bull. 93 177

    [31]

    Park J H, Woodward P M 2000 Int. J. Inorg. Mater. 2 153

    [32]

    Korotkov A S, Atuchin V V 2010 J. Phys. Chem. Solids 71 958

    [33]

    Judd B R 1962 Phys. Rev. 127 750

    [34]

    Ofelt G S 1962 J. Chem. Phys. 37 511

    [35]

    Werts M H V, Jukes R T F, Verhoeven J W 2002 Phys. Chem. Chem. Phys. 4 1542

    [36]

    Tanner P A 2013 Chem. Soc. Rev. 42 5090

    [37]

    Wiglusz R J, Pazik R, Lukowiak A, Strek W 2011 Inorg. Chem. 50 1321

    [38]

    Jørgensen C K, Reisfeld R 1983 J. Less-Comm. Met. 93 107

    [39]

    Blasse G 1968 Phys. Lett. A 28 444

    [40]

    van Uitert L G 1967 J. Electrochem. Soc. 114 1048

    [41]

    Riseberg L A, Moos H W 1968 Phys. Rev. 174 429

    [42]

    Fonger W H, Struck C W 1970 J. Chem. Phys. 52 6364

    [43]

    Liu Q, Li X, Zhang B, Wang L, Zhang Q, Zhang L 2016 Ceram. Int. 42 15294

    [44]

    Liang J, Zhao S, Yuan X, Li Z 2018 Opt. Laser Technol. 101 451

  • [1] 孟庆裕, 张庆, 李明, 刘林峰, 曲秀荣, 万维龙, 孙江亭. Eu3+掺杂CaWO4红色荧光粉发光性质的浓度依赖关系研究. 物理学报, 2012, 61(10): 107804. doi: 10.7498/aps.61.107804
    [2] 韩 琳, 宋 峰, 邹昌光, 苏 静, 闫立华, 田建国, 张光寅. Tm3+离子掺杂的钨酸钇钠晶体中浓度猝灭效应的研究. 物理学报, 2007, 56(7): 4187-4193. doi: 10.7498/aps.56.4187
    [3] 冯晓辉, 孟庆裕, 孙江亭, 吕树臣, 孙立男. Eu3+掺杂Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米荧光粉发光性质研究. 物理学报, 2011, 60(3): 037806. doi: 10.7498/aps.60.037806
    [4] 梁锋, 胡义华, 陈丽, 王小涓. 荧光粉CaWO4:Eu3+中WO42-与Eu3+间的能量转递. 物理学报, 2013, 62(18): 183302. doi: 10.7498/aps.62.183302
    [5] 王倩, 慈志鹏, 王育华, 朱革, 温艳, 刘碧桃, 阙美丹. Mg5SnB2O10:Eu3+, Bi3+—-一种用于发光二极管的红色荧光粉的制备及其发光性能的研究. 物理学报, 2012, 61(21): 217802. doi: 10.7498/aps.61.217802
    [6] 刘红利, 郝玉英, 许并社. 白光发光二级管用红色荧光粉LiSrBO3: Eu3+的制备与发光性能研究. 物理学报, 2013, 62(10): 108504. doi: 10.7498/aps.62.108504
    [7] 李殿超, 彭洪尚, 宋宏伟, 陈宝玖, 王绩伟, 吕少哲, 孔祥贵. 变温下Y2O3∶Eu3+纳米晶的荧光光谱和动力学过程. 物理学报, 2002, 51(12): 2875-2880. doi: 10.7498/aps.51.2875
    [8] 孙佳石, 李香萍, 吴金磊, 李树伟, 石琳琳, 徐赛, 张金苏, 程丽红, 陈宝玖. BaY2ZnO5:Tm3+/Yb3+荧光粉的试验优化设计合成及发光性质研究. 物理学报, 2017, 66(10): 100201. doi: 10.7498/aps.66.100201
    [9] 钟红梅, 刘茜, 周遥, 庄建东, 周虎. AlON:Ce3+荧光粉的制备及光谱研究. 物理学报, 2013, 62(8): 087804. doi: 10.7498/aps.62.087804
    [10] 吕兆承, 李营, 全桂英, 郑庆华, 周薇薇, 赵旺. 近紫外宽带激发LED用红色荧光粉(Gd1-xEux)6(Te1-yMoy)O12的制备与性能. 物理学报, 2017, 66(11): 117801. doi: 10.7498/aps.66.117801
    [11] 谢蒂旎, 彭洪尚, 黄世华, 由芳田, 王小卉. 水热法促进EuVO4@YVO4核壳结构纳米颗粒中Eu3+的扩散及其对发光性能的影响. 物理学报, 2014, 63(14): 147801. doi: 10.7498/aps.63.147801
    [12] 延凤平, 王琳, 魏淮, 傅永军, 简伟, 郑凯, 毛向桥, 李坚, 刘利松, 彭健, 简水生. 石英基掺Yb3+光纤中Al3+共掺特性的研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1793-1797. doi: 10.7498/aps.58.1793
    [13] 赵志伟, 徐晓东, 徐 军, 邓佩珍, 王晓丹, 宋平新, 姜本学. 不同Yb掺杂量的Yb:Y3Al5O12晶体的光谱分析. 物理学报, 2006, 55(8): 4358-4364. doi: 10.7498/aps.55.4358
    [14] 赵聪, 孟庆裕, 孙文军. Eu3+掺杂CaMoO4微米荧光粉发光性质的研究. 物理学报, 2015, 64(10): 107803. doi: 10.7498/aps.64.107803
    [15] 苏小娜, 万英, 周芷萱, 吐沙姑, 阿不都吾甫, 胡莲莲, 艾尔肯, 斯地克. Na2CaSiO4:Sm3+,Eu3+荧光粉的发光特性和能量传递. 物理学报, 2017, 66(23): 230701. doi: 10.7498/aps.66.230701
    [16] 李海玲, 王银海, 张万鑫, 王显盛, 赵慧. Eu3+掺杂CaO的合成与红色长余辉发光性能研究 . 物理学报, 2012, 61(22): 227802. doi: 10.7498/aps.61.227802
    [17] 戴世勋, 周灵, 徐铁峰, 聂秋华, 黄尚廉, 周亚训. 掺铒碲酸盐玻璃中的协作上转换能量转移. 物理学报, 2009, 58(2): 1261-1268. doi: 10.7498/aps.58.1261
    [18] 裴慧元, 方家熊. Cd0.96Zn0.04Te低温Raman光谱中荧光背景的猝灭现象. 物理学报, 2001, 50(5): 968-972. doi: 10.7498/aps.50.968
    [19] 于春雷, 戴世勋, 周 刚, 张军杰, 胡丽丽, 姜中宏. 掺铒碲酸盐玻璃中的浓度猝灭机理研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3894-3899. doi: 10.7498/aps.54.3894
    [20] 刘晃清, 王玲玲, 秦伟平. 二氧化锆纳米材料中Eu3+的发光特性. 物理学报, 2004, 53(1): 282-285. doi: 10.7498/aps.53.282
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-08-13
  • 修回日期:  2018-10-21
  • 刊出日期:  2019-12-20

白光发光二极管用SrGdLiTeO6:Eu3+红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

  • 淮南师范学院电子工程学院, 低温共烧材料省级重点实验室, 淮南 232038
    基金项目: 

    安徽省自然科学基金(批准号:1708085QE91)、安徽省教育厅科研基金(批准号:gxyqZD2016259,gxyqZD2016260,KJ2016A673,gxbjZD37)、淮南市/校级科研创新团队(批准号:2016A24)和淮南师范学院校级研究项目(批准号:2015hsjyxm07,2015hsyxkc15,2017hsyxkc70)资助的课题.

摘要: 采用高温固相法成功合成出双钙钛矿结构SrGd1-xLiTeO6xEu3+x=0.1–1.0)红色荧光粉,并采用X-射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱、电致发光光谱等测试手段对粉体的结构、光致发光特性以及发光二极管器件的光色电特性进行了系统研究.激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线测试结果表明Eu3+的最佳掺杂浓度为x=0.6,更大的掺杂量会引起浓度猝灭.基于van Uitert浓度猝灭公式,提出一种更准确的表达形式用于拟合、分析能量传递类型,揭示出电偶极-电偶极作用导致浓度猝灭.Judd-Ofelt理论计算得出较高的跃迁强度参数和量子效率,说明高度畸变的非心C1晶体场促使高效的超灵敏跃迁红光发射.在423 K时积分发光强度达到室温时的85.2%,热激活能经计算为0.2941 eV.基于此样品的发光二极管能够发出明亮的红光.综上所述,该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度以及发光热稳定性,是一种潜在的近紫外激发白光发光二极管用红色荧光粉.

English Abstract

参考文献 (44)

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