1、第4期收稿日期：2022-05-23基金项目：国家自然科学基金（52172227）；武汉工程大学第十四届研究生教育创新基金（CX2022229）作者简介：王喆，硕士研究生。E-mail：*通讯作者：张占辉，博士，教授。E-mail：引文格式：王喆，周诗晖，张占辉，等.Dy3+掺杂NaLaMgWO6发光材料的制备与发光性质 J.武汉工程大学学报，2023，45（4）：413-417.Dy3+掺杂NaLaMgWO6发光材料的制备与发光性质王喆，周诗晖，张占辉*，黄志良武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205摘要：采用高温固相法，制备了一系列 NaLa1-xDyxMgWO6荧光粉。考
2、察了 Dy3+离子掺杂浓度对荧光粉物相和发光性质的影响。并将所制得的荧光粉在 800 进行热处理，对比分析热处理前后的发光性质变化，探讨不同掺杂离子浓度样品的热稳定性。采用 X 射线衍射、荧光分光光度计对其进行表征。实验结果表明：在 1 100 温度下保温 4 h，可以制备得到 NaLaMgWO6单相，Dy3+的掺入未改变荧光粉基质的物相结构。在 389 nm 波长激发下，NaLaMgWO6：Dy3+表现出 Dy3+的4F9/26H13/2的特征发射，属于 Dy3+的黄色发射。随 着 掺 杂 离 子 浓 度 的 增 大，其 发 射 强 度 先 增 大 后 降 低，当 Dy3+掺 杂 的 原 子
3、 百 分 数 为 8%时，NaLa0.92Dy0.08MgWO6荧光粉表现出最好的发射强度。在 800 热处理后，荧光粉的发光性质在最佳浓度处有所增强，表明其具有较好的热稳定性。NaLa0.92Dy0.08MgWO6荧光粉是一种能应用于白色发光二极管的潜在黄色发射荧光粉。关键词：NaLaMgWO6；荧光粉；发光性能；热稳定中图分类号：O646文献标识码：ADOI：10.19843/ki.CN42-1779/TQ.202205021Preparation and Luminescence Properties of Dy3+DopedNaLaMgWO6Luminescent MaterialsW
4、ANG Zhe，ZHOU Shihui，ZHANG Zhanhui*，HUANG ZhiliangSchool of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，ChinaAbstract：A series of NaLa1-xDyxMgWO6phosphors were prepared by the high-temperature solid-phasemethod.The effects of Dy3+-doped concentration on the physical p
5、hase and luminescence properties of thephosphors were investigated.And the thermal stability on luminescence properties was evaluated after thephosphors were heat-treated at 800.The crystal phases and luminescence properties of NaLa1-xDyxMgWO6phosphors were characterized by X-ray diffraction and flu
6、orescence spectroscopy，respectively.Theexperimental results show that the single phase of NaLaMgWO6can be obtained at 1 100 for 4 h，and thecrystal phase is not altered by the doping of Dy3+.The NaLaMgWO6：Dy3+phosphors exhibit yellowcharacteristic emission of Dy3+under excitation of 389 nm wavelength
7、.The emission intensity increases firstand then decreases with the increase of Dy3+concentration.When the atom percent of doped Dy3+is 8%，theNaLa0.92Dy0.08MgWO6phosphors exhibit the strongest emission intensity.The luminescence properties of thephosphors are enhanced at the optimal concentration aft
8、er heat treatment at 800，indicating a good thermalstability.NaLa0.92Dy0.08MgWO6phosphors can be applied as yellow-emitting materials in white light emittingdiode.Keywords：NaLaMgWO6；phosphor；luminescence performance；thermal stability第45卷第4期2023年8月文章编号：1674-2869（2023）04-0413-05武汉工程大学学报Journal of Wuhan
9、 Institute of TechnologyVol.45 No.4Aug.2023武汉工程大学学报第45卷白光发光二极管（white light emitting diode，W-LED）由于其环境友好、节能、使用寿命长等优点被广泛应用于光照、液晶显示1、移动通信等领域。如今市面上大多数 W-LED 是由蓝光芯片和YAG：Ce3+黄色荧光粉组成2-3，由于 W-LED 在使用过程中会产生热淬灭，导致其显色指数低4-5。因此，发光效率高、色纯度高、性质稳定的荧光粉成为研究的热点。近年来，单基质荧光粉受到广泛关注，其中AABBO6双钙钛矿在近紫外线区域表现出很高的能量转移效率6-7。NaLaM
10、gWO6是一种具有单斜晶系双钙钛矿钨酸盐化合物，其作为掺杂稀土（rare earth，RE）离子的主体而受到广泛关注8-9，如 Dy3+、Tm3+双掺 NaLaMgWO6荧光粉显示出了良好的耐热性10。Dy3+掺杂无机荧光粉由于其潜在的多功能应用而得到了广泛的研究，如 W-LED显示器。理论上，Dy3+在适当的基质中可以通过白色从蓝色调到黄色，这取决于 Dy3+周围的化学环境（点群对称）11-12。NaLaMgWO6：RE（RE=Eu3+，Sm3+，Tb3+）荧光粉已被证明是用于 W-LED的潜在候选材料，是单相荧光粉的适合主体13。同时，与其他主体相比，它发光中心的猝灭浓度更高。但是，有关其
11、热稳定性的研究较少14-17。本文采用常规高温固态反应制备了一系列黄光发射的 NaLa（1-x）DyxMgWO6荧光粉，研究 Dy3+掺杂的 NaLaMgWO6单相荧光粉在热处理前后的发光性能，得到热处理前后该材料发光性质的变化规律，阐明热处理后材料光学性能变化的机理，讨论其在LED方面应用的可能性。1实验部分1.1化学试剂与实验仪器主要化学试剂：Na2CO3、La2O3、MgNO36H2O、WO3、Dy2O3。实验仪器：分析天平、马弗炉、荧光分光光度计（日立F-7000）。1.2样品的制备采 用 高 温 固 相 法 制 备 Dy3+掺 杂 的NaLa（1-x）DyxMgWO6荧光粉，分别按照
12、摩尔比为1（1-x）2 2 x（x=0.00，0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14）称取相对应的 Na2CO3、La2O3、MgNO36H2O、WO3、Dy2O3，将原料按比例称量后放入坩埚中研磨 15 min。充分研磨后置于马弗炉中在1 100 下保温 4 h。待冷却至室温后将荧光粉分成 2份，将其中 1份再次置于马弗炉在 800 下保温30 min，得到热处理后的荧光粉样品。1.3测试与表征采 用 XRD-6100 型 X-射 线 衍 射（X-raydiffraction，XRD）仪测试样品的晶体结构，测试条件：工作电压 30 kV，工作电流 30 mA，铜
13、靶，射线的波长为 0.154 056 nm，扫描速度为 6（）/min，扫描进步为0.01，扫描角度为1080。采用F-7000型荧光分光光度计在室温下测量样品的发光光谱。2结果与讨论2.1XRD表征采 用 高 温 固 相 法 直 接 成 功 制 备 了 一 系 列NaLa1-xDyxMgWO6（x=0.00，0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14）。如图 1（a）所示，样品的衍射峰与 NaLaMgWO6的标准卡片（JCPDF NO.37-0243）一致，未观察到其他杂质相和残余原料，可知所获得的 NaLa（1-x）DyxMgWO6是单相的且纯度较高，并且 Dy3
14、+的掺杂未显著改变 NaLaMgWO6的晶体结构。图1XRD图:（a）NaLa1-xDyxMgWO6荧光粉，（b）热处理前后的NaLa0.92Dy0.08MgWO6荧光粉Fig.1XRD patterns of NaLa1-xDyxMgWO6phosphors（a）and NaLa0.92Dy0.08MgWO6phosphor before and afterheat treatment（b）414第4期由图 1（b）可以看出 800 的高温并未对晶体结构产生影响，说明样品的热稳定性与纯度很好。因此判断高温并未对其晶体结构产生明显的影响。2.2NaLa1-xDyxMgWO6发光性能表征NaLa
15、1-xDyxMgWO6系列荧光粉在577 nm监测波长的激发光谱如图2（a）所示。激发光谱在350550 nm 范围内呈现相似的激发带，在约 352、366、389 nm 处 达 到 峰 值 的 波 段 分 别 对 应 于 Dy3+的6H15/26P7/2、6H15/26P5/2和6H15/24F7/2跃迁。可以看出随着 Dy3+浓度的增加，峰的形状并未发生改变，所有光谱的强度都显示出相同的趋势，在352、366、389 nm 处先逐渐增加，在 x=0.08 时达到最大值，而后呈衰减趋势。因此可以推测最佳浓度为0.08。这一激发带可以匹配近紫外LED芯片的发射，有利于W-LED的潜在应用。图
16、2（b）为 NaLa1-xDyxMgWO6在 389 nm 波长激发下的发射光谱图，峰值位于577 nm处。482 nm处的蓝色发射归因于4F9/26H15/2跃迁，而 577 nm处的黄色发射归因于4F9/26H13/2跃迁。4F9/26H13/2跃迁强于4F9/26H15/2，荧光粉表现出较高的黄光发射特性，这表明在NaLaMgWO6基质中Dy3+占据低对称位点，其化学环境不对称。图2NaLa1-xDyxMgWO6荧光粉的激发光谱（a）和发射光谱（b）Fig.2Excitation spectra（a）and emission spectra（b）ofNaLa1-xDyxMgWO6phosphors图3（a）是NaLa0.92Dy0.08MgWO6热处理前后的发射光谱图。800 热处理并未影响该荧光粉发射峰的位置，发射峰仍在577 nm处，属于黄光发射区域。且热处理后的发射强度高于热处理前，这是由于热处理使得材料缺陷增加，受激电子在跃迁到导带（conduction band，CB）的过程中，被价带（valence band，VB）产生的空穴捕获，因此，在紫外线激发下，缺陷能级所捕获
