稀土磷钒酸盐微纳米发光材料的制备及性能研究(3)
由于YVO4:Eu3+的比表面积大，导致较多的发光中心Eu 3+离子处于缺陷较多的表面态，从而降低了发光效率。因此，提高 YVO4:Eu3+纳米荧光粉的发光效率是其实现商业化生产的重要环节。利用 YPO4和 YVO4结构的相似性，提出 YPO4@YVO4:Eu3+核/壳结构，减少了界面处的晶格畸变，使得核心和壳层的结合更加紧密，从而提高该结构的发光效率。利用水浴-水热两步法制备YPO4@YVO4:Eu3+核/壳结构荧光粉，第一步水浴法制备YPO4微米球，离心之后利用第二步水热法在YPO4表面外延生长 YVO4:Eu3+纳米颗粒[6]。
目前纳米YVO4:Eu3+的制备方法很多，如高温固相合成法、溶胶-凝胶法、水热法、燃烧法等。但这些方法制备的YVO4:Eu3+纳米发光材料的形貌多不规则，尺寸分布较宽。合成出形貌均匀结构有序，尺寸可控的YVO4:Eu3+纳米发光材料一直是人们的研究热点[7]。为了进一步提高YVO4:Eu3+纳米发光材料的发光性能， 人们尝试在其表面包覆一层基质材料， 如包覆YVO4、YPO4和YBO3等， 研究表明纳米级的YVO4:Eu3+表面包覆无掺杂的基质材料能提高其发光强度。GdVO4是发光材料的良好的基质材料，并且Gd-Eu 之间具有有效的能量传递， 将其包覆在YVO4:Eu3+的表面，有望提高其发光性能[8]。
1.2课题研究的现状
彩色等离子显示屏(PDP)具有屏幕大、视角宽、清晰度高、质量轻、机体薄等诸多优点, 市场前景极为广阔。PDP显示器的性能主要取决于荧光体的特性。对PDP荧光体应要求具有高的发光效率, 好的色度、色饱和度, 稳定性高和长寿命等特性[9]。目前, 商业使用的PDP荧光粉有:Y2O3 ( Eu3+ 、( Y, Gd) BO3 ( Eu3 + (红色), Zn2 SiO4 ( Mn2+ 、BaAl12 O19 (Mn2+ (绿色) , BaAl14 O23 ( Eu2+ 、BaMgAl10O17 ( Eu2+ (蓝色) 。但目前使用的红、蓝、绿三基色荧光粉尚存在诸多问题[10]。例如, 红色荧光粉Y2O3:Eu3+的发光效率低, Y、Gd、BO3:Eu3+的色纯度较差。因此, 寻找新的材料体系, 改善红色荧光粉的色纯度, 是PDP荧光粉研究的重要课题[11]。
钒酸盐基质发光材料具有合成温度较低、化学稳定性和热稳定性较好、发光强度高等优点众多领域得到广泛的应用 。稀土磷酸盐因其合成温度低，发光亮度高和物理化学性质稳定而成为目前生产和发展的重要荧光粉体系。磷酸盐与钒酸盐具有有效的基质敏化带，真空紫外吸收截面大，钒酸根可敏化稀土离子，提高稀土离子的发光效率[12]。溶液的pH值影响钒酸根离子在溶液中的存在状态, 在碱性介质条件下, 钒酸根离子以VO43-的形式存在, pH值减小, 钒酸根离子以多聚体的形式存在。所以, 反应溶液pH 太小, 不利于YVO4：Eu粒子的生成, 溶液荧光强度减小。但是, 当溶液的pH 太大时, 稀土离子结合OH-生成稀土氢氧化物, 溶液中生成YVO4:Eu粒子的浓度减小, 导致溶液荧光强度减小。所以, 为使反应溶液的荧光强度较大, 必须控制适当的pH值[13]。
1.3 无机固体发光材料
1.3.1无机固体发光的基本原理
发光（luminescence）是一物体内部以某种方式吸收能量后转化为光辐射地过程。当物体受到诸如光的照射、外加电场或电子束轰击后，物体只要不因此而发生化学变化，总要回复到原来的平衡状态。在这个过程中，一部分多余的能量通过光或热形式释放出来。如果这部分能量是以可见光或近可见光的电磁波形式发射出来，这种现象就成为发光。也就是说，发光是物质在热辐射之外以光的形式发射出多余的能量[14]。固体受到光子或带电粒子的照射，也可以发生一些能量的吸收和转换过程。
1.3.2 无机发光材料的合成
传统上，无机发光材料在高温下合成，这一方面保证了所得物质形成良好的晶体结构，另一方面保证了在这一结构中产生缺陷而提供具有发光性能的物质。
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