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Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的合成及其发光特性

王志军 刘海燕 杨勇 蒋海峰 段平光 李盼来 杨志平 郭庆林

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Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的合成及其发光特性

王志军, 刘海燕, 杨勇, 蒋海峰, 段平光, 李盼来, 杨志平, 郭庆林

Synthesization and luminescent properties of blue emitting phosphor Ba2Ca(PO4)2:Eu2+

Wang Zhi-Jun, Liu Hai-Yan, Yang Yong, Jiang Hai-Feng, Duan Ping-Guang, Li Pan-Lai, Yang Zhi-Ping, Guo Qing-Lin
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  • 采用高温固相法合成了Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉,研究了合成温度、合成时间、Ba/Ca比值以及Eu2+掺杂量等对材料的物相及发光特性等的影响. 研究结果显示,合成温度为900/1200 ℃,合成时间为4 h时,可以获得纯相的Ba2Ca(PO4)2;以343 nm紫外线作为激发源时,Ba2Ca(PO4)2:Eu2+呈非对称的宽谱特征,主峰位于454 nm,分析认为,Eu2+在Ba2Ca(PO4)2中占据不同的晶体学格位,形成了不同的发光中心,造成材料呈非对称发射;监测454 nm发射峰,对应的激发光谱覆盖200–450 nm区域,主峰位于343 nm,且在长波紫外段(350–410 nm)有很强的激发带;增大Eu2+掺杂量,Eu2+ 在Ba2Ca(PO4)2中的发射出现了浓度猝灭现象,且材料的发射峰出现了明显的红移;减小基质中Ba/Ca配比,材料在绿色区域的发射逐渐增强,材料的发光颜色由蓝逐渐变为蓝绿色,分析认为,Eu2+进入Ba2Ca(PO4)2基质体系后,不但取代Ba2+的格位,而且取代Ca2+的格位,形成不同的发光中心,从而影响材料的发光特性.
    A blue emitting phosphor Ba2Ca(PO4)2:Eu2+ is synthesized by a high temperature solid state method. Effect of the conditions is inverstigated, such as preparation temperature and time, the ratio of Ba/Ca, and Eu2+ concentration, on the phase and luminescent property. Results show that Ba2Ca(PO4)2 and Ba2Ca(PO4)2:Eu2+ have been achieved by selecting the appropriate conditions, such as the temperature 900/1200 ℃ and the time 4 h. The compound Ba2Ca(PO4)2:Eu2+ produces an asymmetric emission band centered at 454 nm under 343 nm UV excitation. For the 454 nm emission, the excitation spectrum extends from 200 to 450 nm with a peak at 343 nm, and has an obvious excitation band in the range of 350–410 nm. With increasing Eu2+ concentration, there occur the concentration quenching effect and redshift phenomenon. With decreasing ratio of Ba/Ca, there has an obvious enhancement in the green region, and the emission color gradually turns from blue to cyan. It is shown that the Eu2+ ion not only can occupy the Ba2+ site but also the Ca2+ site. Therefore, different luminescence centers of Eu2+ can exist in Ba2Ca(PO4)2, and affect its luminescence.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50902042)和公路交通安全技术交通行业重点实验室开放课题资助.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50902042), and the Open Project of Key Laboratory of Road Safety Technologies, Ministry of Transport, China.
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-03
  • 修回日期:  2013-12-30
  • 刊出日期:  2014-04-05

Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的合成及其发光特性

  • 1. 河北大学物理科学与技术学院, 保定 071002;
  • 2. 河北大学工商学院, 保定 071002;
  • 3. 公路交通安全技术交通行业重点实验室, 北京 100088
    基金项目: 国家自然科学基金(批准号:50902042)和公路交通安全技术交通行业重点实验室开放课题资助.

摘要: 采用高温固相法合成了Ba2Ca(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉,研究了合成温度、合成时间、Ba/Ca比值以及Eu2+掺杂量等对材料的物相及发光特性等的影响. 研究结果显示,合成温度为900/1200 ℃,合成时间为4 h时,可以获得纯相的Ba2Ca(PO4)2;以343 nm紫外线作为激发源时,Ba2Ca(PO4)2:Eu2+呈非对称的宽谱特征,主峰位于454 nm,分析认为,Eu2+在Ba2Ca(PO4)2中占据不同的晶体学格位,形成了不同的发光中心,造成材料呈非对称发射;监测454 nm发射峰,对应的激发光谱覆盖200–450 nm区域,主峰位于343 nm,且在长波紫外段(350–410 nm)有很强的激发带;增大Eu2+掺杂量,Eu2+ 在Ba2Ca(PO4)2中的发射出现了浓度猝灭现象,且材料的发射峰出现了明显的红移;减小基质中Ba/Ca配比,材料在绿色区域的发射逐渐增强,材料的发光颜色由蓝逐渐变为蓝绿色,分析认为,Eu2+进入Ba2Ca(PO4)2基质体系后,不但取代Ba2+的格位,而且取代Ca2+的格位,形成不同的发光中心,从而影响材料的发光特性.

English Abstract

参考文献 (26)

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