补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO30002Pr

1、材料的红色发光特性的 影响LOGO补偿离子掺杂与烧成温度对 SrTi03：0.002Pr3+Contents引言 实验Company L09Q结果与讨论结论oHAa>=e6aluw£ MMM引言:近年来，通过电荷补偿机理，用不等价离子取代获得高发光效率材料的研究已有较多报道:如对CaTiOyPE体系，廉世勋等研究了 一价离子 对Cai_xZnxTiO3:Pr3+系发光的电荷补偿作用:而对SrTiO3：PQ+体系，目前的研究工作主要集中 在三价离子对B4±Ti离子的取代效应，但对A位 离子取代的电荷补偿以及晶体固溶作用的研究 较少报道。另一方面，从材料制备工艺角度， 如

2、考察制备温度等参数变化对发光特性影响的 研究也较少报道。Company L090引言:据此，本研究选择了三种不同价态的 K+(r=0. 133nm), Ca2+(r： 0. 106nm), Al3+(r=0. 57nm)离子作补偿掺杂的 SrTiO3: 0. 002Pr3+, 0. 1M(M=K, Ca, Al)材料 体系，分别在不同温度烧成，研究上述条 件对材料发光特性的影响，希望获得制备 优良发光特性SrTiO3: P占材料的合适工艺 条祚。实验实验设备:九加热设备EooAa=e6aEa£MMM9弗炉实物图Company L09Q实验2. 称量设备电子精密天平（梅特勒-托利多仪器

3、（上海）有限公司）3. 研磨设备玛瑙研钵及配套的研棒一套。4. 装料装置氧化铝堪埸（30ml）数个。5. 其他设备oHxa>=e6auja £MMM堆竭钳一个，滤纸若干，酒精棉，刷子一个，不锈钢药勺若 干等实验方法：扁点：工艺成熟、操作简单但费时耗电Company L090Company Looo实验实验流程图:髙温灼烧冷却性能测ht混合研磨ooAa>=e6aEa£MMM10501300°C下保温4小时结果与讨论Company L09Q国I足用350nm激 发波K获得的无 补偿掺杂 SfHOyPr"的发 射光谱曲线。从 图屮可以看出纯 SiT

4、iOyPe 材料 在610nm左右都 有个强发射峰 ,随着烧结温度 的逐渐升高，发 射光的强度呈现 先增强后减弱的 趋势，最佳温度 是 1150°C结果与讨论600650A/nm700550oHxa>=e6awa£MMM不同温度烧成掺K离子SrTiO. :样品的发射光谱图2 是 SrTiO3:Pru ,0.1K的发射光 谱曲线。从图中 可以看出掺K的 SiTiOjPr"在61 Onm左右有个较 强的发射峰。随 着烧结温度的逐 渐升高,发射光 的强度呈现先增 強后减弱的趋势 ,垠佳温度是 1150°CCompany Looo结果与讨论A/nni图3不

5、同温度烧成掺Ca离子SrTiOj： Pr样品的发射 光谱结果与讨论7Company Loqq入350 nm1 050 七1 100 弋50 工 1 200 r1 250 七1300 rouAa>=e6auJa £MMM掺杂不同离子的SrTiO,： Pr样品发光强度与烧成温 度的关系A/nm图4 不同温度烧成掺Al离子SrTiO3： Pr3*样品的发射 光谱Company Logo结果与讨论0uAa>=e6euJa£MMM可见，烧成温度对 各体系的发光强度 影响规律是较-致 的。大约在1150°C 时出现发光強度的 最大值。另外，还 发现不同离子掺杂 时

6、材料的发光件能 发生了明显的变化 。与无补偿掺杂组 成比较，掺入K和 C a离子时，发光 强度基木没仃变化 ，而A1离子掺人则 可使发光强度提高 近7倍。结果与讨论Company L09Q0HAa>=e6QUJa>£MMM图6 Al离子掺杂的» 150七烧结4 h样品的XRD谱Company L090图6给出了 A1掺朵 体系1150°C烧成4h 获得样品的粉末 XRD谱。对比标准 衍射卡片发现，所 有衍射峰与单和立 方钙饮矿结构的S fTiOj符介。其晶 格常数与纯相的S rTiOb，这是由 丁A1取代了 Ti的缘 故，不过掺杂过后 的SrTiO.相结构没 尙发生衣变，仍为 立方钙钛矿结构。结果与讨论OS0Hxa>=e6QUJa>£MMM立方钙钛矿结构示总图结论SrTiOj： PN磷光体发射主峰在610nm, 源于Pr离子的跃迁的红光。随着烧成温 度从1050-C逐渐提高到1300-C材料的发 光强度都呈先增强后减弱的趋势，1150-C 烧成的样品发光强度最大。oMxa>=e6aEw不同离子的掺杂对发光强度有不同的影 响，研究发现AI掺杂的样品对发光强度 提高的作用最为明显，而K和