Sm3+离子掺杂BaZrO3粉体的制备及其发光性能研究

作     者：陈澍 史忠祥 王晶 贾宇盟 杨雨佳 

作者机构：瓦房店轴承集团有限责任公司工程中心 大连交通大学材料科学与工程学院 中车唐山机车车辆有限公司 

出 版 物：《光电子·激光》 (Journal of Optoelectronics·Laser)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：1089-1096页

学科分类：07[理学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 070205[理学-凝聚态物理] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：辽宁省教育厅基本科研项目(JYTMS20230040)资助项目 

主　　题：BaZrO3 Sm3+ 蓝移 缺陷发光 能量传递 

摘      要：迄今为止，蓝光激发的YAG:Ce3+黄色荧光粉仍在白光发光二极管（light emitting diode, LED）市场上占据很大份额，但这类白光存在红光成分缺失的固有缺陷，因此得到的白光显色指数较低，色温偏高，而依靠稀土离子实现红、绿、蓝三基色调和的白光则能很好地克服这一弊端。本文应用传统水热反应一步合成出一系列与基质同相的Sm3+离子掺杂BaZrO3荧光粉。其X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）、粒度分布、傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectrum, FT-IR）和荧光光谱（fluorescence spectrum, FL）等测试结果表明，所得产物均呈立方钙钛矿结构，且当更多异价Sm3+取代Zr4+离子后，会引起晶粒尺寸、晶胞常数以及晶格应变等参数的增大。此外，随着Sm3+离子浓度的升高，红外谱峰逐渐蓝移直至Sm3+=3.0 mol%时达最大值，这与通过分子振动频率计算出的结果吻合。最后，基于光谱中宽发射带与Sm3+特征发射峰的相对强度关系证实，在BaZrO3晶体中存在缺陷发光，且当引入Sm3+离子后可实现BaZrO3与Sm3+间的能量传递。