研究目的
通过在Sr2CaWO6双钙钛矿结构中掺杂Dy3+离子,开发单组分白光发射荧光粉,实现近紫外激发下可调的相关色温和高效能量传递。
研究成果
掺杂Dy3+的Sr2CaWO6荧光粉通过调节Dy3+浓度成功实现了具有可调CIE坐标的单组份白光发射。在310 nm激发下,当Dy3+浓度为1 mol%时获得最佳白光(CIE 0.34,0.33),这得益于基质晶格向Dy3+离子的高效能量传递。该研究表明此类荧光粉在高显色性白光LED中具有应用潜力,未来还需进一步优化合成工艺与应用性能。
研究不足
合成方法(高温固态法)可能会影响光学性能,与溶胶-凝胶法相比可见其带隙存在差异。荧光寿命(0.48纳秒)显著短于类似体系报道值(127微秒),表明合成过程或掺杂位点可能存在问题。该研究未涉及长期稳定性或在白光LED器件中的实际应用。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用高温固相法合成Dy3?掺杂Sr?CaWO?荧光粉。设计思路是通过改变Dy3?浓度并引入电荷补偿剂来探究其光致发光特性和能量传递机制。理论模型包括使用Blasse方程计算临界距离,以及Van Uitert模型分析多极相互作用。
2:样品选择与数据来源:
制备的样品为Sr?Ca(1?
3:5x%)WO?:
x mol% Dy3?(x = 0,
4:1, 3, 5, 0, 5, 0, 0)和Sr?Ca99WO?:
0.5 mol% Dy3?, 0.5 mol% M?(M? = Li?, Na?, K?)。数据来源包括XRD图谱、UV-Vis吸收光谱、激发与发射光谱及寿命测量数据。
5:5 mol% Dy3?, 5 mol% M?(M? = Li?, Na?, K?)。数据来源包括XRD图谱、UV-Vis吸收光谱、激发与发射光谱及寿命测量数据。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括Rigaku D/MAX 2550衍射仪、Perkin-Elmer Lambda 950紫外-可见分光光度计、Edinburgh Instruments FS5光致发光光谱仪和FLS-980荧光仪。材料为SrCO?(99.9%,Sigma-Aldrich)、CaCO?(99.95–100.05%,Alfa)、WO?(99.90%,Adamas)、Li?CO?(99%,Alfa)、Na?CO?(99.8%,通用试剂)、K?CO?(99%,Sigma-Aldrich)和Dy?O?(99.99%,Adamas)。
6:9%,Sigma-Aldrich)、CaCO?(95–05%,Alfa)、WO?(90%,Adamas)、Li?CO?(99%,Alfa)、Na?CO?(8%,通用试剂)、K?CO?(99%,Sigma-Aldrich)和Dy?O?(99%,Adamas)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将原料混合研磨后,在850°C预烧5小时,1200°C煅烧12小时,再重新研磨。XRD数据采集范围为10°至70° 2θ。使用指定仪器测量UV-Vis吸收、激发和发射光谱,寿命测量使用FLS-980荧光仪。
7:数据分析方法:
数据分析包括采用Tauc图法计算光学带隙,使用Blasse方程计算临界距离,以及通过Van Uitert模型分析多极相互作用。色度坐标从发射光谱中确定。
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Diffractometer
D/MAX 2550
Rigaku
Used for collecting powder XRD data to determine the phases of synthesized phosphors.
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UV-Vis Spectrometer
Lambda 950
Perkin-Elmer
Used for collecting UV-Vis absorption spectra of Sr2CaWO6 and Dy3+ doped samples.
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Photoluminescence Spectrometer
FS5
Edinburgh Instruments
Used for collecting excitation and emission spectra of the phosphors.
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Fluorometer
FLS-980
Edinburgh Instruments
Used for measuring the lifetime of Sr2CaWO6:Dy3+ phosphors.
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Box Furnace
Used for preheating and calcining the mixed starting materials during synthesis.
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Agate Mortar
Used for grinding the starting materials to ensure homogeneous mixing.
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Corundum Crucible
Used as a container for the mixture during preheating and calcining in the furnace.
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