Page 55 - 《精细化工》2020年第1期

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第 1 期 温慧霞，等: 高效红色荧光粉 Li 1–x AlSiO 4+x :xEu 的制备与发光性能 ·41·

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8。[AlO 4 ] 和[SiO 4 ] 相间排列，共用相邻的 1 个氧 可以被近紫外光和蓝光有效激发。在 394 nm 激发
原子，连接成六环，这种单元就构成了 LiAlSiO 4 架 下，样品的发射光谱是由 5 个发射子带组成，其主
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状结构 [12] 。当 Eu 取代比其半径小的 Li 时，由于 峰分别位于 580、593、616、654 和 707 nm，分别
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半径和电荷的差异，根据 Bragg 方程 [13] ，晶胞将会 对应于 Eu 的 D 0 → F 0 、 D 0 → F 1 、 D 0 → F 2 、 D 0
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膨胀，样品衍射峰向低角度方向移动，如图 1 所示。 → F 3 和 D 0 → F 4 的特征跃迁 [16-18] 。众所周知，材料
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由此说明，Eu 的掺杂的确影响到基质的微观结构， 发射的颜色受基质晶体场的影响，与 Eu 占据的晶
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Eu 处于无严格对称中心的格位。 体学位置有关系，通过 D 0 → F j （j = 0，1，2，3，4）
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2.2 形貌分析 发射的特征可以推导出 Eu 在 LiAlSiO 4 位置上的对
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图2为样品Li 0.88AlSiO 4.12:0.12Eu 的扫描电镜图。 称性情况 [19] 。当 Eu 占据反演对称位置时，它们的
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磁偶极子 D 0 → F 1 橙色发射占主导地位。相反，如
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果 Eu 位于非反型对称位置，则电偶极跃迁 D 0 →
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7 F 2 红色发射最强 [20] 。因此， D 0 → F 2 比 D 0 → F 1
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跃迁对应的发射峰强度大，说明 Eu 处于无严格对
称中心的格位，主要发射红光。从图 3 还可看出，
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D 0 → F 1 、 D 0 → F 2 的跃迁发射峰劈裂为两个峰，这
是由于在晶场的作用下，Stokes 定理所导致 [21] 。
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Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu 中 Eu 的能级跃迁图如

图 4 所示。
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图 2 Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu 样品的 SEM 图
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Fig. 2 SEM image of Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu sample

由图 2 可知，样品为不规则形状，尺寸不等，
分散性良好，没有团聚；其粒径分布集中在 10 μm 以
下，可实际应用于 LED 封装。
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2.3 Li 1–x AlSiO 4+x :xEu 荧光粉的激发和发射光谱
及能量传递
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图 3 为 Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu 的激发和发射光
谱图（λ ex =394 nm；λ em =616 nm）。

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图 4 Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu 样品的能级跃迁图 [22]
Fig. 4 Energy level transition diagram of Li 0.88 AlSiO 4.12 :
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0.12Eu sample

由图 4 可知，激发光谱中 616 nm 处的主要红色
发射峰和 593 nm 处的弱橙红色发射峰分别归因于

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图 3 Li 0.88 AlSiO 4.12 :0.12Eu 样品的激发和发射光谱图 5 D 0 - F 2 电偶极子跃迁和 D 0 → F 1 磁偶极子跃迁。如
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Fig. 3 Excitation and emission spectra of Li 0.88 AlSiO 4.12 : 前所述， D 0 - F 2 跃迁对晶场的对称性非常敏感。在
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0.12Eu sample 3+
319、362、381、394、413 和 464 nm 激发下，Eu
由图 3 可知，样品的激发光谱呈现多个锐线激 中电子将从基态 F 0 分别跃迁到激发态 H 5 、 D 4 、
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发峰，分别位于 319、362、381、394、413 和 464 nm， 5 G 2 、L 6 、D 3 、D 2 ；再通过非辐射返回到激发态 D 0 ；
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对应于 F 0 → H 5 、 F 0 → D 4 、 F 0 → G 2 、 F 0 → L 6 、 F 0 最后通过辐射跃迁到 F j （j = 0，1，2，3，4），发
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→ D 3 、 F 0 → D 2 特征能级跃迁 [14-15] 。其中，394 nm 射不同波长的光。
处为最强激发峰、464 nm 处为次强激发峰，为典型 荧光粉的发光强度主要取决于掺入的激活剂稀
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的 Eu F-F 跃迁，分别与紫外 LED(UV-LED)管芯、 土离子的含量，即取决于发光中心的含量 [23] 。因此，
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GaN 蓝色管芯相匹配 [12] 。所以，本文制备的荧光粉 荧光粉中 Eu 含量是影响 Li 1–x AlSiO 4+x :xEu 材料发