稀土掺杂LaGaO3 荧光粉因具有优良的发光性能、高的显色性和稳定性等优点而适合应用于场发射显示和LED器件中,其中,LaGaO3 ∶T b3+发光强度和色纯度高于商用Y2 SiO5 ∶Ce3+ 荧光粉.通过共掺Sn4+提高LaGaO3 ∶T b3+荧光粉的发光性能使其更好地应用在白光LED中;利用高温固相法制备一系列LaGaO3 ∶Tb3+和LaGaO3 ∶Tb3+,Sn4+绿色荧光粉,并通过XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征.结果表明:掺杂T b3+和Sn4+分别取代La3+和Ga3+进入到基质LaGaO3 的晶体结构中,并未出现其他杂相,形成纯相的荧光粉.样品的激发光谱均由位于231 ,257和274 nm处的宽峰和位于300～500 nm锐利峰组成,其中,231和274 nm分别对应于Tb3+的4 f‐5 d自旋允许跃迁(LS ,7 F6 → 7 DJ ,Δ S＝0)和自旋禁戒跃迁(7 F6 → 9 DJ ,Δ S＝1) ;257 nm归因于基质中GaO6 基团自激活光学中心的跃迁;300～500 nm锐利峰归因于 T b3+ 的 f‐f 特征激发跃迁,如7 F6 → 5 H6 ,5 H7 ,5 L6 ,5 L9 ,5 L10 ,5 G9 和5 D4 .相对于LaGaO3 ∶Tb3+,共掺Sn4+主要提高Tb3+的4 f‐4 f特征激发跃迁强度,主激发峰由Tb3+的 f‐d跃迁变为 f‐f跃迁.在380 nm光激发下,样品LaGaO3 ∶T b3+和LaGaO3 ∶T b3+,Sn4+的发射光谱均由T b3+的特征跃迁5 D4 → 7 F6 (487和493 nm) ,5 D4 → 7 F5 (545 nm) ,5 D4 → 7 F4 (584和589 nm)和5 D4 → 7 F3 (622 nm)组成,其中,以5 D4 → 7 F5 跃迁为主.样品 LaGaO3 ∶ T b3+ 和 LaGaO3 ∶ T b3+,Sn4+ 的 CIE色坐标分别位于绿色区域(0.287 4 ,0. 545 9)和(0. 279 7 ,0. 576 1) ;荧光寿命分别为 1.63 和 1. 38 ms ;色纯度分别为 54.81% 和62.67%.共掺Sn4+不仅没有影响发射峰的位置,而且提高了发射强度(提高近一倍) ,改变样品的浓度猝灭机理,由双极子‐双极子(d‐d)相互作用转变为双极子‐四极子(d‐q )相互作用. LaGaO3 ∶ T b3+ 和LaGaO3 ∶T b3+,Sn4+中T b3+的最佳掺杂量分别为0.05和0. 07 ;Sn4+的最佳掺杂量为0.03 ,说明Sn4+共掺提高T b3+的最佳掺杂量,有利于发光强度的提高.样品LaGaO3 ∶0.05T b3+ 和LaGaO3 ∶0. 07T b3+,0. 03Sn4+ 的光视效能(LER)分别为464和485 lm·W －1 ;内量子效率分别为21.8% 和39.2%.随着温度的升高,由于热猝灭,样品LaGaO3 ∶T b3+,Sn4+的发光强度逐渐下降;但在140 ℃时,发光强度仍可保持70% 以上;通过Ar‐rhenian公式计算,热活化能 Δ E为0.169 0 eV ,说明样品具有良好的稳定性.结果表明:LaGaO3 ∶ T b3+, Sn4+可作为绿色荧光粉实际应用于UV激发的白光LED器件中.
绿色荧光粉 光致发光 LaGaO3 ∶Tb3+ Sn4+