Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的制备及光谱性质

王楚盈，钟泽宇，肖水秀，宋伟利，曾丽竹，颜逸婧，孙晓园*

（长春师范大学 物理学院，吉林长春 130032）

Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的制备及光谱性质

王楚盈，钟泽宇，肖水秀，宋伟利，曾丽竹，颜逸婧，孙晓园*

（长春师范大学 物理学院，吉林长春 130032）

用高温固相反应法合成了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+红光荧光粉，研究了样品的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下，样品的发射光谱为 Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4）特征发射组成。荧光粉的激发光谱由宽带峰和锐峰组成。其中宽带峰是位于紫外区的 O2→ Eu3+的电荷迁移跃迁，锐峰是位于近紫外和可见光区的 Eu3+的 f-f跃迁吸收。Sr3Al2O6：Eu3+是一种适于紫外光激发的红光荧光粉。

发光；荧光粉；光谱

1 引言

稀土元素具有一般元素所无法比拟的光谱学性质，因此稀土材料在发光材料中的应用格外引人瞩目。稀土发光材料对时代的发展起着重要的作用，它广泛应用于通讯卫星、雷达、航天飞机等高科技领域，在人们的日常生活中也有广泛的应用。在三价稀土离子中，Eu3+的发光属于窄带发射，在红光范围内有良好的发光特性，是一种很好的红色荧光粉激活剂。本文以 Sr3Al2O6为基质，掺杂 Eu3+进行研究，采用高温固相法合成了的 Sr3Al2O6：Eu3+荧光粉，研究晶体结构性质和其发光性质。

2 实验部分

采用高温固相反应法制备了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉样品。首先按材料的化学组成，用电子天平称取 SrCO3（分析纯）、Al2O3（高纯）、和 Eu2O3（99.99%），将称好的原料放在玛瑙研钵中研磨，研磨均匀装入刚玉坩埚，置于高温箱式马弗炉中，在空气气氛中，1 200℃烧结 4h，冷却至室温即得样品。光谱由日立 F-4600荧光光谱仪测得，以氙灯作为激发光源。采用Rigaku D/MAX-RB 型 X-射线衍射（XRD）仪对样品做 X-射线衍射分析。CuKα射线作为光源，λ=1.540 60Å。测试在室温下进行。

3 结果与讨论

3.1 样品的XRD分析

图1 Sr3Al2O6：0.05Eu3+样品的XRD

图 1 给出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+样品的 XRD 图谱。从图1 中可以看出，样品 Sr3Al2O6：0.05Eu3+衍射峰与国际标准卡片 JCPDS 81-0506（Sr3Al2O6）符合得很好。说明合成的样品是纯相，掺Eu没有引起晶格畸变。

3.2 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的室温光谱

图 2 给出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉在不同激发波长下的发射光谱。由图2可以看出，发射光谱由535～710nm 的一系列尖锋组成。位于 582nm 附近的发射峰是为 Eu3+的5D0→7F0跃迁，位于 591nm 附近发射峰为 Eu3+的5D0→7F1跃迁，位于621nm 附近的发射峰为 Eu3+的5D0→7F2跃迁，位于 653nm 附近 的 发 射峰为 Eu3+的5D0→7F3跃 迁，位于 706nm 附近的发射峰为 Eu3+的5D0→7F4跃迁。由此可知，样品的发射光谱为Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4） 特 征发 射 组 成。 从 图 2中可以看到，在287nm 和393nm 的波激发下，样品的发射光谱形状基本一致，荧光粉的5D0→7F1和5D0→7F2跃迁的发射强度较强，而5D0→7F0、5D0→7F3、5D0→7F4跃迁的发射强度较弱。Eu3+的5D0→7F2发射峰的强度强于5D0→7F1发射峰强度。在 224nm 的光激发下，以 Eu3+的5D0→7F1跃迁为主。

图2 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的发射光谱

图 3 给出了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的激发光谱。由图3可以看出，荧光粉的激发光谱分布于200～450nm，主要由宽带峰和特征峰构成。当监测波长为582nm 和621nm 时，来自 O2→ Eu3+的电荷迁移跃迁的宽带峰由两个宽带峰交叠而成，中心位置分别位于224 nm 和287nm 附近，其中又以在287nm 处的激发峰强度较强。当监测波长为591nm 时，激发谱的宽带峰也由两个宽带峰交叠而成，中心位置也分别位于224 nm 和287nm 附近，但是以在224nm 处的强度较强。当监测波长为706nm 时，激发峰只由一个宽带峰构成，中心位置在287nm 附近。激发光谱的特征吸收峰位于350nm～450nm 波长范围之间，位于 362nm 处的特征峰是为 Eu3+的7F0→5D4跃迁，382nm 处 为 Eu3+的7F0→5G2跃 迁，393nm 处 为 Eu3+的7F0→5L6跃迁。由图3可见，宽带峰的吸收强度要远大于特征峰，287 nm 比393 nm 能更有效的激发样品。在224nm 的波激发下，以 Eu3+的5D0→7F1跃迁为主。

图3 Sr3Al2O6：0.05Eu3+荧光粉的室温激发光谱

4 结论

用高温 固相法 合成了 Sr3Al2O6：0.05Eu3+红光荧光粉。研究了样品的晶体结构和发光性质。通过对样品的XRD图谱分析，可知合成的样品为纯相。荧光粉的激发光谱都由宽带吸收峰和一系列特征吸收峰构成的。样品的发射光谱由 Eu3+的5D0→7FJ（J=0，1，2，3，4）特征发射组成。在紫外光（287 nm）和近紫外光（393 nm）激发下，荧光粉的 Eu3+离子的5D0→7F1（591nm）和5D0→7F2（621nm）跃迁的发射强度较强。Sr3Al2O6：Eu3+是一种适于紫外光激发的红光荧光粉。

[1] 孙 晓 园， 贺 小 光， 于 立 军， 等 . 白 光 LED 用 红 色 荧 光 粉Sr3EuxGd1-xAlO5的制备及其放光性质 [J].发光学报，2014，34（11）：1474-1478.

[2] 高玮，古宏晨 .阴极射线（CRT）用的 Y2O2S ：Eu 红粉的市场、生产和研究 .稀土，1998，19（4）：66-69.

Preparation and Spectral Properties of Sr3Al2O6：0.05Eu3+Phosphor

Wang Chu-ying，Zhong Ze-yu，Xiao Shui-xiu，Song Wei-li，Zeng Li-zhu，Yan Yi-jing，Sun Xiao-yuan

Sr3Al2O6：0.05Eu3+red phosphor was synthesized by high temperature solid phase reaction.The luminescence properties of samples were studied.Under UV and near UV excitation，the emission spectrum of the sample is5D0Eu3+7FJ（J=0，1，2，3，4）characterized by emission.The excitation spectra of phosphors consist of broad band peaks and sharp peaks.Among them，the broadband peak is the charge migration transition of O2～Eu3+in the ultraviolet region，and the sharp peak is the f-f transition absorption in the near ultraviolet and visible region of Eu3+.Sr3Al2O6：Eu3+is a red phosphor for UV light excitation.

luminescence ；phosphor；spectrum

O482.31

：B

：1003–6490（2017）07–0150–02

2017–05–14

王楚盈（1997—），女，吉林四平人，本科在读，主要研究方向应用物理学。