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D0I:10.13374/1.issm100103.2008.0L.0B 第30卷第1期 北京科技大学学报 Vol.30 No.1 2008年1月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jan.2008 基质掺杂离子对(Y,Rn)2O2SSm3+,T4+,Mg2+(Rn= La,Gd,Lu,Ga,A)红色长余辉材料余辉性能的影响 张栌丹王明文刘世香张飞飞李文军 北京科技大学应用科学学院，北京100083 摘要采用高温固相法制备了基质掺杂的(Y,Rn)202SSm3+,Ti4+,Mg2+(Rn=La,Gd,Lu,Ga,A)红色长余辉材料，主峰 均为G52→H72跃迁的红橙色光发射，不受基质掺杂的影响.余辉性能测试表明掺杂离子半径对余辉性能具有重要的影响： 单掺时，与Y3+半径相近并略小时样品的余辉时间有正增长；双离子共掺时均为小半径的掺杂对余辉性能有显著的提高，其 中之一半径较大时即具有负效应·并对可能存在的机理进行了初步探讨· 关键词红色长余辉材料：基质掺杂；离子半径：余辉时间 分类号TN104.3:0482.3 Effect of host-doping ions on the afterglow property of (Y,Rn)2OS:Sm,Ti, Mg(Rn=La,Gd,Lu,Ga.Al)red phosphors ZHA NG Ludan,WANG Mingwen,LIU Shixiang.ZHA NG Feifei,LI Wenjun School of Applied Science.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT Host doped (Y.Rn)202S :Sm3.Ti,Mg2(Rn=La,Gd.Lu.Ga.Al)red phosphors were prepared by solid state method.Their chief emission peaks are in the red-orange range coming from the energy transition ofG5/2H7/2 and host-doping has little effluence on the emitting spectra.Afterglow results show that the semi diameter of doped ions has some effect on the long" lasting property.When the doped ion is a litte smaller than Y,the afterglow time will increase.When two ions are doped.wo smaller ions doping will promote the long lasting property:if one ion is larger than Y,it will shorten the long-lasting time.The presumable mechanism was also discussed. KEY WORDS red phosphor:host doped:ionic semi diameter:decay time 长余辉发光材料属于光致发光材料的一种，具 优良的耐热性、耐水性和抗辐射性等特点，2004年 有优良的光谱性能和特有的长余辉特性，因而日益 雷炳富等报道了Y202SSm3+,Ti+,Mg2+红色 受到人们的广泛关注和研究山.其中稀土离子激活 长余辉材料，该磷光体经紫外和可见光的激发都有 的长余辉材料技术逐渐成熟，被广泛应用于交通安 较好的长余辉发光.本文对Yz0s:Sm3+,Ti+, 全标志、紧急突发事件的照明设施、CRT荧光粉、发 Mg2材料的基质掺杂进行了系统的研究，重点考察 光陶瓷、工艺美术涂料等众多领域)，而三价稀土 了掺杂基质离子半径对产物余辉性能的影响， 离子激活的硫氧化物是性能较好的长余辉材 1实验部分 料3 1999年Murazaki等[6]报道了Eu3+激活的硫氧 1.1试剂和仪器 Y203(99.99%,质量分数，下同)，Sm203 化钇长余辉发光材料，具有高亮度长余辉，尤其具有 (99.99%),Lu203(99.99%),Gdz03(99.99%), 收稿日期：2006-10-15修回日期：2006-12-01 La203(光谱纯)，Ga203(光谱纯)，A203(分析纯)， 基金项目：北京科技大学校基金资助项目(Na.00009003) 其余试剂均为分析纯， 作者简介：张栌丹(1981一)，女，硕士研究生：王明文(1970一)，男， 1.2样品制备 副教授，博士 采用高温固相法制备样品(Y,Rn)z02S:Sm3+,基质掺杂离子对（YRn）2O2S∶Sm 3＋ Ti 4＋ Mg 2＋（Rn＝ LaGdLuGaAl）红色长余辉材料余辉性能的影响 张栌丹 王明文 刘世香 张飞飞 李文军 北京科技大学应用科学学院北京100083 摘 要 采用高温固相法制备了基质掺杂的（YRn）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋（Rn＝LaGdLuGaAl）红色长余辉材料主峰 均为4G5／2→6H7／2跃迁的红橙色光发射不受基质掺杂的影响．余辉性能测试表明掺杂离子半径对余辉性能具有重要的影响： 单掺时与 Y 3＋半径相近并略小时样品的余辉时间有正增长；双离子共掺时均为小半径的掺杂对余辉性能有显著的提高其 中之一半径较大时即具有负效应．并对可能存在的机理进行了初步探讨． 关键词 红色长余辉材料；基质掺杂；离子半径；余辉时间 分类号 T N104∙3；O482∙3 Effect of host-doping ions on the afterglow property of （YRn）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋ Mg 2＋ （Rn＝LaGdLuGaAl） red phosphors ZHA NG L udanW A NG MingwenLIU ShixiangZHA NG FeifeiLI Wenjun School of Applied ScienceUniversity of Science and Technology BeijingBeijing100083China ABSTRACT Host doped （YRn）2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ （Rn＝LaGdLuGaAl） red phosphors were prepared by solid state method．T heir chief emission peaks are in the red-orange range coming from the energy transition of 4G5／2→6H7／2 and host-doping has little effluence on the emitting spectra．Afterglow results show that the semi diameter of doped ions has some effect on the longlasting property．When the doped ion is a little smaller than Y 3＋the afterglow time will increase．When two ions are dopedtwo smaller ions doping will promote the long-lasting property；if one ion is larger than Y 3＋it will shorten the long-lasting time．T he presumable mechanism was also discussed． KEY WORDS red phosphor；host doped；ionic semi diameter；decay time 收稿日期：2006-10-15 修回日期：2006-12-01 基金项目：北京科技大学校基金资助项目（No．00009003） 作者简介：张栌丹（1981—）女硕士研究生；王明文（1970—）男 副教授博士 长余辉发光材料属于光致发光材料的一种具 有优良的光谱性能和特有的长余辉特性因而日益 受到人们的广泛关注和研究［1］．其中稀土离子激活 的长余辉材料技术逐渐成熟被广泛应用于交通安 全标志、紧急突发事件的照明设施、CRT 荧光粉、发 光陶瓷、工艺美术涂料等众多领域［2］而三价稀土 离 子 激 活 的 硫 氧 化 物 是 性 能 较 好 的 长 余 辉 材 料［3—5］． 1999年 Murazaki 等［6］报道了 Eu 3＋激活的硫氧 化钇长余辉发光材料具有高亮度长余辉尤其具有 优良的耐热性、耐水性和抗辐射性等特点．2004年 雷炳富等［7］ 报道了 Y2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋Mg 2＋ 红色 长余辉材料该磷光体经紫外和可见光的激发都有 较好的长余辉发光．本文对 Y2O2S∶Sm 3＋Ti 4＋ Mg 2＋材料的基质掺杂进行了系统的研究重点考察 了掺杂基质离子半径对产物余辉性能的影响． 1 实验部分 1∙1 试剂和仪器 Y2O3 （99∙99％质 量 分 数下 同）Sm2O3 （99∙99％）Lu2O3（99∙99％）Gd2O3（99∙99％） La2O3（光谱纯）Ga2O3（光谱纯）Al2O3（分析纯） 其余试剂均为分析纯． 1∙2 样品制备 采用高温固相法制备样品（YRn）2O2S∶Sm 3＋ 第30卷 第1期 2008年 1月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．1 Jan．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．01．003