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·50 北京科技大学学报 第30卷 Ti4+,Mg2+(Rn=La,Gd,L,Ga,Al)按化学计量 计在365nm紫外光激发2min后测量产物的余辉衰 比称取一定量的Yz03和R203为基质，摩尔分数 减曲线及余辉时间， 1%的Sm203为激活剂，质量分数30%的升华硫和 30%的NazC03,摩尔分数2%的Ti02与4%的 2结果与讨论 Mg(OH)24MgC036H20于玛瑙研钵中充分研磨 2.1产物物相分析 混匀，放入5mL刚玉坩埚中，上层铺上适量的升华 根据产物Yz02S:Sm3+,Ti+,Mg2+和 硫，加盖，在此坩埚外套上一个50mL大刚玉坩埚， Y1.6Rno.402S :Sm3+,Ti+,Mg2+(Rn La,Gd. 两坩埚之间填充适量的活性炭粉末然后加盖，置于 Lu,Ga,AI)的X射线衍射谱图，计算的晶胞参数列 马弗炉中于1200℃反应3h.冷却至室温，用2%稀 于表1.将所得的衍射峰数据与标准JCPDS卡片 盐酸热洗，过滤，用热的去离子水洗至中性，于80℃ (No.24-1424)对照，证实除掺A1样品外均为纯相 烘干，得到粉末状固体 六方晶系晶体，表明大半径基质掺杂与半径较基质 采用Rigaku D/max-RB-l2KW型X射线粉末 稍小的基质掺杂对晶体结构无明显影响，且随着掺 衍射仪进行产物的物相分析，Cintra GB10e紫外可 杂离子的半径的增大，其晶胞参数整体呈增大趋势， 见分光光度计测量样品的吸收光谱，Hitachi F一4500 说明掺杂离子半径对晶格参数有正影响，由于A1 荧光光谱仪测量样品的激发光谱、发射光谱及余辉 的离子半径过小，比较难掺入Y202S晶格，掺入比 衰减曲线.以北京师范大学SP一90OPM微弱光光度 例相对较小，所以与标准值相差较大 表1Y1.6Ra.02SSm3+,Ti+,Mg2+(Rn=La,Gd,Y,Ln,Ga,Al)样品的晶胞参数 Table 1 Constants of crystal lattice in the samples of Y1.6Rno.402S'Sm,Ti,Mg2 (Rn=La,Gd.Y,Lu.Ga.Al) 晶胞参数 标准值 实验值 20%A1 20%Ga 20%Lu 20%Gd 20%La a,b/nm 0.3784 0.3786 0.33380 0.37870 0.35119 0.38016 0.38121 c/nm 0.6589 0.6590 0.65892 0.65915 0.59044 0.66103 0.66375 2.2产物的吸收光谱 他离子的样品发射光谱图与此类似.掺傢的样品与 Y1.6 Rno.4 O2S Sm3 Ti,Mg2+(Rn=La. 不掺的样品的发射光谱峰位几乎一致，说明产物的 Gd,Lu,Ga,Al)的吸收光谱受基质掺杂离子的影 发射光谱基本不受基质掺杂的影响，发射光谱由 响很小.图1为掺L山样品的吸收光谱.可见在 567,604和655nm处的三组发射峰组成，分别对应 200~450nm范围内有一较宽的吸收带，最高峰值 4G52→5H5/2.72.9/2的能级跃迁，是Sm3+离子的特征 位于242nm,这对于短波长可见光的能量利用具有 发射峰，其中最高峰位于604nm处，说明该磷光体 潜在的意义 发红橙色光 2500F 2000 YO.S 0. 1500 0.3 1000H 0.2 500 0.1 500 550 600 650 700 200300400500600700800 波长nm 波长mm 图1Y1.6L.402SSm3+,Ti+,Mg2+的吸收光谱 图2(Y,Rm)20sSm3+,T+,Mg2+的发射光谱 Fig-1 Optical absorption spectrum of Y1.6Luo.402:Sm,Ti Fig-2 Emission spectra of (Y.Rn)20:SmTi,Mg+ Mg2+ 2.4不同半径的离子的掺杂对余辉性能的影响 2.3产物的发射光谱 2.4.1单离子掺杂 图2为Yz02s:Sm3+,Ti4+,Mg2+和(Y, 在基质中分别掺入摩尔分数20%的La、Gd、 0.2Ga)202SSm3+,Ti+,Mg2+的发射光谱，掺杂其 Lu、Ga和Al,与不进行掺杂的样品相比较，采用H出-Ti 4＋Mg 2＋（Rn＝LaGdLuGaAl）．按化学计量 比称取一定量的 Y2O3 和 Rn2O3 为基质摩尔分数 1％的 Sm2O3 为激活剂质量分数30％的升华硫和 30％的 Na2CO3摩尔分数 2％ 的 TiO2 与 4％ 的 Mg（OH）2·4MgCO3·6H2O 于玛瑙研钵中充分研磨 混匀放入5mL 刚玉坩埚中上层铺上适量的升华 硫加盖在此坩埚外套上一个50mL 大刚玉坩埚 两坩埚之间填充适量的活性炭粉末然后加盖．置于 马弗炉中于1200℃反应3h．冷却至室温用2％稀 盐酸热洗过滤用热的去离子水洗至中性．于80℃ 烘干得到粉末状固体． 采用 Rigaku D／max—RB—12KW 型 X 射线粉末 衍射仪进行产物的物相分析Cintra GB10e 紫外可 见分光光度计测量样品的吸收光谱Hitachi F—4500 荧光光谱仪测量样品的激发光谱、发射光谱及余辉 衰减曲线．以北京师范大学 SP—900PM 微弱光光度 计在365nm 紫外光激发2min 后测量产物的余辉衰 减曲线及余辉时间． 2 结果与讨论 2∙1 产物物相分析 根 据 产 物 Y2O2S ∶ Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ 和 Y1∙6Rn0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ （Rn ＝ LaGd LuGaAl）的 X 射线衍射谱图计算的晶胞参数列 于表1．将所得的衍射峰数据与标准 JCPDS 卡片 （No．24—1424）对照证实除掺 Al 样品外均为纯相 六方晶系晶体表明大半径基质掺杂与半径较基质 稍小的基质掺杂对晶体结构无明显影响且随着掺 杂离子的半径的增大其晶胞参数整体呈增大趋势 说明掺杂离子半径对晶格参数有正影响．由于 Al 的离子半径过小比较难掺入 Y2O2S 晶格掺入比 例相对较小所以与标准值相差较大． 表1 Y1．6Rn0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋（Rn＝LaGdYLuGaAl）样品的晶胞参数 Table1 Constants of crystal lattice in the samples of Y1．6Rn0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋（Rn＝LaGdYLuGaAl） 晶胞参数 标准值 实验值 20％ Al 20％ Ga 20％ Lu 20％ Gd 20％ La ab／nm 0．3784 0．3786 0．33380 0．37870 0．35119 0．38016 0．38121 c／nm 0．6589 0．6590 0．65892 0．65915 0．59044 0．66103 0．66375 2∙2 产物的吸收光谱 Y1．6Rn0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ （Rn ＝ La GdLuGaAl）的吸收光谱受基质掺杂离子的影 响很小．图1为掺 Lu 样品的吸收光谱．可见在 200～450nm 范围内有一较宽的吸收带最高峰值 位于242nm这对于短波长可见光的能量利用具有 潜在的意义． 图1 Y1．6Lu0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋的吸收光谱 Fig．1 Optical absorption spectrum of Y1．6Lu0．4O2S∶Sm 3＋Ti 4＋ Mg 2＋ 2∙3 产物的发射光谱 图 2 为 Y2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ 和 （ Y 0∙2Ga）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋的发射光谱掺杂其 他离子的样品发射光谱图与此类似．掺镓的样品与 不掺的样品的发射光谱峰位几乎一致说明产物的 发射光谱基本不受基质掺杂的影响．发射光谱由 567604和655nm 处的三组发射峰组成分别对应 4G5／2→6H5／27／29／2的能级跃迁是 Sm 3＋离子的特征 发射峰其中最高峰位于604nm 处说明该磷光体 发红橙色光． 图2 （YRn）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋的发射光谱 Fig．2 Emission spectra of （YRn）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ 2∙4 不同半径的离子的掺杂对余辉性能的影响 2∙4∙1 单离子掺杂 在基质中分别掺入摩尔分数20％的 La、Gd、 Lu、Ga 和 Al与不进行掺杂的样品相比较采用 Hi- ·50· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷