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Ca₂SnO₄:Eu³⁺的固相反应形成机理及发光性质研究

符史流 , 尹涛 , 柴飞

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00647

利用高温固相反应法合成了Ca_2-xEu_xSnO₄发光粉末样, 采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段对样品的固相反应形成机理及光谱特性进行了研究. 对于CaCO₃和SnO₂(2:1)混合粉料, 在1250℃进行固相反应时将优先反应生成不稳定的中间相CaSnO₃, 该相再与CaO继续反应生成最后稳定的目标相Ca₂SnO₄. Ca_2-xEu_xSnO 4样品在240～360nm范围内存在着Eu³⁺-O^2-电荷迁移吸收带, 随着Eu³⁺掺杂浓度(x=0.01～0.15)的增加, 吸收带峰位从274nm红移至292nm附近. Ca₂SnO₄:Eu³⁺发光体的发射以电偶极跃迁²D₀-⁷F₂为主导地位, 在紫外光激发下产生强的红光发射. 在Ca₂SnO₄基质中, Eu³⁺离子的多声子弛豫过程几率小, 当Eu³⁺掺杂浓度较低时, 可以观察到来自于Eu³⁺较高激发态能级⁵D₂和⁵D₁上的辐射跃迁. Eu³⁺离子在同构的Ca₂SnO₄和Sr₂ eO₄基质中的发射光谱形状类似, 但Ca₂SnO₄:Eu³⁺的红光发射强度远大于Sr₂CeO₄:Eu³⁺.

关键词: Ca2SnO4:Eu3+ , formation mechanism , photoluminescence , doping concentration

Ca2SnO4:Eu3+的固相反应形成机理及发光性质研究

符史流 , 尹涛 , 柴飞

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.04.015

利用高温固相反应法合成了Ca2-xEuxSnO4发光粉末样品,采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段对样品的固相反应形成机理及光谱特性进行了研究.对于CaCO3和SnO2(2:1)混合粉料,在1250℃进行固相反应时将优先反应生成不稳定的中间相CaSnO3,该相再与CaO继续反应生成最后稳定的目标相Ca2SnO4.Ca2-xEuxSnO4样品在240～360nm范围内存在着Eu3+-O2-电荷迁移吸收带,随着Eu3+掺杂浓度(x=0.01～0.15)的增加,吸收带峰位从274nm红移至292nm附近.Ca2SnO4:Eu3+发光体的发射以电偶极跃迁2D0-7F2为主导地位,在紫外光激发下产生强的红光发射.在Ca2SnO4基质中,Eu3+离子的多声子弛豫过程几率小,当Eu3+掺杂浓度较低时,可以观察到来自于Eu3+较高激发态能级5D2和5D1上的辐射跃迁.Eu3+离子在同构的Ca2SnO4和Sr2CeO4基质中的发射光谱形状类似,但Ca2SnO4:Eu3+的红光发射强度远大于Sr2CeO4:Eu3+.

关键词: Ca2SnO4:Eu3+ , 反应机理 , 光致发光 , 掺杂浓度

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