Ba_3Y(PO_4)_3:Sm^(3+),Eu^(3+)红光荧光粉的发光和能量传递的研究

采用传统高温固相法在空气氛围下制备了Ba_3Y(PO_4)_3(BYP),Ba_3Y(PO_4)_3:Sm^(3+)(BYP:Sm^(3+)),Ba_3Y(PO_4)_3:Eu^(3+)(BYP:Eu^(3+))和Ba_3Y(PO_4)_3:Sm^(3+),Eu^(3+)(BYP:Sm^(3+),Eu^(3+))一系列红光荧光粉.利用X射线衍射仪X-ray Diffraction(XRD)、漫反射光谱Diffuse-reflection Spectra(DRS)和荧光光谱仪Photoluminescence(PL)对该材料的晶体结构和光学性能进行研究.结果分析表明,样品的XRD图谱不含BYP以外的杂峰,稀土离子掺杂并未改变基质的晶体结构,得到样品为纯相的磷酸钇钡.通过对其荧光光谱的研究,发现Sm^(3+)的最佳掺杂摩尔分数为4%.根据Dexter理论分析,其猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.观察光谱发现402 nm的激发光并不能有效地激发BYP:Eu^(3+)样品使其呈现Eu^(3+)离子的特征发射,但是当Sm^(3+)-Eu^(3+)共掺时却能得到有效的Eu^(3+)特征发射.这是由于Sm^(3+)和Eu^(3+)离子之间发生了能量传递.Sm^(3+)既可以作为敏化剂又可以做发光中心,在这种基质先前的研究中未见报道.研究还发现此荧光粉在近紫外(NUV)区域有很好的吸收,发光效率较高.Sm^(3+)-Eu^(3+)共掺使红光发射的激发谱变宽,解决了商用红光荧光粉(Y2O3:Eu^(3+),Y2O2S:Eu^(3+))不能很好地跟LED芯片匹配和发光效率低的问题.通过光谱数据计算得到BYP:0.04Sm^(3+)和BYP:0.04Sm^(3+),014Eu^(3+)红光发射的色度坐标分别为(0.585,0.414)和(0.617,0.372).Eu^(3+)的引入可有效提高BYP:Sm^(3+)发光的色纯度,使之更好地接近国际红光标准(0.670,0.330).结果表明,在近紫外光激发下,Sm^(3+)-Eu^(3+)共掺BYP可作为一种红色荧光粉在白光LED或LCD背光源上有潜在应用.