Eu³⁺掺杂β-Ga₂O₃的水热法制备及其光学性能

摘要

采用高温水热法合成稀土Eu³⁺掺杂β-Ga₂O₃荧光粉，研究不同热退火温度对其发光性能的影响。利用X射线衍射仪对样品的物质结构信息进行表征，样品衍射峰发生小角度偏移，表明Eu³⁺进入β-Ga₂O₃晶格中。通过拉曼光谱仪对样品的物质结构和组态进行检测，样品的拉曼峰与β-Ga₂O₃结构的拉曼峰位置一致，并在800℃达到最大峰值，说明此温度下样品的结晶度最好。使用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行观测，不同热退火温度下荧光粉颗粒分布均匀，表明热退火处理后样品的结晶质量良好。在395 nm波长激发光谱作用下，可以看到2种不同的发射光谱，591 nm处为Eu³⁺（⁵D0→⁷F₁）跃迁产生的橙光发射，612 nm处为Eu³⁺（⁵D0→⁷F₂）跃迁产生的红光发射，并以发射红光为主。随着退火温度的不断升高，样品的发射光谱强度先增大后减小，并在800℃下达到最大值，表明热退火温度为800℃时荧光粉样品的发光效果最好。水热法合成工艺简单且成本低廉，合成的样品纯度高。高温热退火处理可通过应力作用减少材料中的缺陷，提高结晶度，从而提升荧光粉的发光性能。

关键词

水热法 / 退火温度 / Eu³⁺掺杂β-Ga₂O₃荧光粉 / 稀土发光 / 色坐标