【摘 要】
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白光LED（White Light Emitting Diode）因其能耗低、环保无污染和发光亮度强等优点,被广泛关注和研究。但是能够被近紫外LED芯片高效激发的红色荧光粉较为缺少,制约了其发展。因此,对高效红色荧光粉的研究一直是人们非常重视的课题。本文以探索合成新型稀土硼酸盐发光材料为出发点,合成出两种新型稀土硼酸盐单晶及其系列荧光粉,并通过单晶和粉末XRD、红外和拉曼光谱、紫外-可见漫反射吸收
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白光LED（White Light Emitting Diode）因其能耗低、环保无污染和发光亮度强等优点,被广泛关注和研究。但是能够被近紫外LED芯片高效激发的红色荧光粉较为缺少,制约了其发展。因此,对高效红色荧光粉的研究一直是人们非常重视的课题。本文以探索合成新型稀土硼酸盐发光材料为出发点,合成出两种新型稀土硼酸盐单晶及其系列荧光粉,并通过单晶和粉末XRD、红外和拉曼光谱、紫外-可见漫反射吸收光谱以及荧光光谱等手段研究了其晶体结构和发光性质间的关系。首先,我们在950℃通过高温溶液反应制备了一种新的稀土硼酸盐Cd4Dy O（BO3）3。单晶XRD分析给出晶体学数据:空间群Cm,a=7.9549（2）（?）,b=15.7792（3）（?）,c=3.4738（1）（?）,β=100.183（2）°,V=429.166（17）（?）~3,Z=2。其晶体结构由共边的Dy O6八面体形成的一维[Dy O4]n5n-链和由共顶点或共边的Cd O5和Cd O6多面体形成的一维[Cd2O6]n8n-双链组成,这些链通过共用O原子形成三维[Cd4Dy O10]n9n-网,B原子位于孔道中平衡电荷。红外和拉曼光谱证实结构中存在BO3基团。通过紫外可见漫反射吸收光谱测量了化合物的光学能隙,XPS分析了样品中元素的化学态。还通过固相反应制备了Cd4Dy1-xSmxO（BO3）3（0≤x≤1）荧光粉,研究了其发光性能。结果表明,在近紫外光激发下,通过控制Sm3+/Dy3+的浓度比,可以使Cd4Dy1-xSmxO（BO3）3荧光粉的发光颜色由黄白色变为白色,然后再变为紫白色。在364 nm波长激发下,Cd4Dy0.8Sm0.2O（BO3）3荧光粉的CIE坐标为（0.338,0.328）,计算的CCT值为5240 K,这表明它可作为单组分白光荧光粉用于商用白光LED。其次,我们使用高温溶液法在850℃下制备得到了新型固溶体Bi1.48Eu0.52Pb0.5Sr0.5B2O7,其晶体学数据:R（?）c,a=9.00847（19）（?）,c=38.8910（9）（?）,V=2733.26（13）（?）~3,Z=18。它具有层状结构,其中交替排列的[BO3]3-三角形和[（Pb/Sr）O6]10-三角棱柱通过共用O顶点产生一个二维层,[（Bi/Eu）2O]4+基团位于层内的六元环通道中。两个（?）轴相联系的层沿着c轴三方堆积,层与层之间通过弱的（Bi/Eu）-O键结合在一起。振动光谱证实了BO3基团的存在。使用紫外可见漫反射吸收光谱测量了化合物的光学能隙,XPS分析了样品中元素的化学态。此外,采用固相反应法合成了Bi2-xPb0.5Sr0.5B2O7:x Eu3+（0.10≤x≤0.50）荧光粉,研究了其发光性能。结果表明,发射光谱由Eu3+的~5D0→~7Fj（j=0,1,2,3）谱线组成,并且Eu3+离子的最佳掺杂浓度为x=0.3。在394 nm激发下,Bi1.70Eu0.30Pb0.5Sr0.5B2O7荧光粉的CIE坐标为（0.640,0.359）,对应于红橙色发射,表明Bi2-xPb0.5Sr0.5B2O7:x Eu3+可用作照明和显示器上潜在的红橙色荧光粉。
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