过渡金属离子Cu和Mn掺杂无水芒硝的制备及其光致发光特性

论文摘要

本论文中,研究了新疆艾丁湖无水芒硝的物理化学性质,以新疆艾丁湖无水芒硝作为发光基质材料,采用热处理法制备了分别Cu和Mn掺杂无水芒硝荧光粉,并研究了在室温下的光致发光性质。综合发射光谱,激发光谱及不同掺杂浓度的发射光谱等测量结果,确认了Cu掺杂无水芒硝中Cu+和Cu2+离子各发光谱线的来源。由260 nm激发下的发射光谱可知,Cu+内3d94s→3d10电子跃迁呈现出峰值位于430 nm处的宽带发射谱。而300 nm激发下的发射光谱是峰值在430和550 nm处的两个宽带谱组成,分别归属于Cu+内3d94s→3d10跃迁和Na2SO4的导带至Na2SO4带隙中Cu2+激发态Cu2+（d9）的跃迁。随着Cu掺杂量的增加,在430 nm处的发光不产生浓度淬灭,而550 nm处产生了明显的浓度淬灭。通过利用同步辐射光源,得到了Mn掺杂无水芒硝的在真空紫外光激发下的光致发光谱。在172 nm激发下的发射光谱是峰值在592 nm处的宽带谱构成,所得到的宽带谱归属于Mn2+的3d电子组态内T14→A16的辐射跃迁。红色发光监测得到的激发光谱分为两类:峰值位于165和233 nm处的基质吸收带和位于210和274nm处的Mn2+的吸收带。掺杂Mn的含量在0.10.4 %范围内,随着Mn掺杂量的增加,在Mn激活无水芒硝（Na2SO4:Mn）的发射光谱强度相应的增强,含量达到0.3 %时出现浓度淬灭现象。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 本论文的研究内容
• 1.2 发光概述
• 1.2.1 发光的含义和分类
• 1.2.2 光致发光的主要特征及一般规律
• 1.2.3 影响发光的几个主要因素
• 1.2.4 发光材料的制备
• 1.3 芒硝及其性质
• 1.3.1 矿物发光
• 1.3.2 艾丁湖无水芒硝的发光性质
• 1.4 过渡金属离子及其发光原理
• 1.4.1 过渡金属元素及电子组态
• 1.4.2 过度金属离子的发光原理
• 2 Cu掺杂无水芒硝的光致发光特性研究
• 2.1 研究简介
• 2.2 实验方法
• 2.3 结果和讨论
• 2SO₄:Cu 的XRD'>2.3.1 天然无水芒硝和Na₂SO₄:Cu 的XRD
• 2SO₄:Cu 的发射光谱特性'>2.3.2 Na₂SO₄:Cu 的发射光谱特性
• 2SO₄:Cu 发射光谱的影响'>2.3.3 不同Cu 掺杂量对Na₂SO₄:Cu 发射光谱的影响
• 2.4 小结
• 3 Mn掺杂无水芒硝的光致发光特性研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.3 结果和讨论
• 2SO₄:Mn 在真空紫外光激发下的发射光谱特性'>3.3.1 Na₂SO₄:Mn 在真空紫外光激发下的发射光谱特性
• 2SO₄:Mn 的激发光谱特性'>3.3.2 Na₂SO₄:Mn 的激发光谱特性
• 2SO₄:Mn 发射光谱的影响'>3.3.3 不同Mn 掺杂量对Na₂SO₄:Mn 发射光谱的影响
• 3.4 小结
• 结论与展望
• 1. 小结
• 2. 展望
• 参考文献
• 在读期间发表的论文
• 后记