论文摘要
利用高温固相反应法合成了Sr2CeO4：Eu3+、MCeO3（M=Sr，Ba）：Eu3+、Ca2SnO4：Eu3+和Ca2SnO4：Ce4+发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段对样品的结构、固相反应机理及发光特性进行了研究。对于刚制备的Sr2-xEuxCeO4+x／2样品，在Ce4+—O2-的电荷迁移激发中，只有强激发带(～35700cm-1)与Eu3+离子间存在能量传递，而弱激发带(～29400cm-1)只是引起Ce4+—02-的电荷迁移发射；在Sr2-xEuxCeO4+x／2样品吸附水后，Eu3+的线状吸收跃迁强度显著增加，Ce4+—O2-两个激发带均向Eu3+离子传递能量。Ce4+—O（2-）强激发带通过交换作用向EU3+离子传递能量，而弱激发带与Eu3+离子间的能量传递机理是非辐射多极子近场力的相互作用。在MCeO3（M=Sr，Ba）化合物中掺杂Eu3+离子，Eu3+离子容易替代MCeO3晶格中M2+离子的位置。在MCeO3：Eu3+样品中，Eu3+的发射主要来自于5D0激发态能级，其中以磁偶极跃迁5D0—7F1发射强度为最大：此外样品中还存在着较高的5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCeO3：Eu3+样品的发射强度远大于BaCeO3：Eu3+样品。Eu3+掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带，峰值分别位于311nm和320nm左右，它们属于Ce4+—O2-的电荷迁移带，SrCeO3和BaCeO3基质与Eu3+离子之间存在着能量转移。对于CaCO3和SnO2（2∶1）混和粉料，在1250℃进行固相反应时将优先反应生成不稳定的中间相CaSnO3，该相再与CaO继续反应生成最后稳定的目标相Ca2SnO4。Ca2-xEuxSnO4样品在240～360nm范围内存在着Eu3+—O2-电荷迁移吸收带，随着Eu3+掺杂浓度（x=0.01～0.15）的增加，吸收带峰位从274nm红移至292nm附近。Ca2SnO4：Eu3+发光体的发射以电偶极跃迁5D0—7F2为主导地位，在紫外光激发下产生非常强的红光发射。在Ca2SnO4基质中，Eu3+离子的多声子弛豫过程几率较小，当Eu3+掺杂浓度较低时，可以观察到来自于Eu3+较高激发态能级5D2和5D1上的辐射跃迁。Eu3+离子在同构的Ca2SnO4和Sr2CeO4基质中的发射光谱形状类似，但Ca2SnO4：Eu3+的红光发射强度远大于Sr2CeO4：Eu3+。在Ca2SnO4一维结构基质中掺杂Ce4+离子，合成了一种新型的蓝色发光材料。在Ca2SnO4晶格中掺杂的Ce4+离子占据Sn4+离子的位置。Ca2Sn1-xCexO4的激发和发射光谱均为宽带，峰值分别位于268nm和442nm附近。Ca2Sn1-xCexO4的荧光衰减时间长达83μs，其发光来源于Ce4+-O2-的电荷迁移跃迁。Sr2CeO4是迄今为止所发现的唯一的Ce4+离子发光化合物，Ca2Sn1-xCexO4的激发和发射与Sr2CeO4的结果相比产生明显的蓝移。更为有趣的是，Ce4+掺杂浓度很小的Ca2Sn1-xCexO4（x～0.03）样品与拥有100％激活中心的Sr2CeO4发光体的发光强度相当。