铝酸锂在自然界中具有三种晶形:α-LiAlO2,β-LiAlO2,γ-LiAlO2。其中α-LiAlO2为低温稳定相,β-LiAlO2为亚稳相,在一定温度下都将转变成高温性质稳定的γ-LiAlO2,同时伴随有晶格体积的膨胀,因此单一相γ-LiAlO2的制备越来越成为人们关注的对象。本文以γ-LiAlO2为基质,合成了稀土发光材料,研究并改善了其发光性能。采用凝胶燃烧法制备了γ-LiAlO2:Eu3+红色荧光材料。制得的样品为单一四方晶系结构的γ-LiAlO2物相,空间群为P41212,样品形貌呈四方片状,平均粒径为1μm左右,荧光体的最大激发峰254nm,属于宽带激发,最大发射峰613nm,对应于Eu3+离子的5D0→7F2跃迁。Eu3+离子的掺杂量对样品的发光强度产生影响,在一定范围内发光强度随着掺杂浓度的增加呈现增加趋势,其最佳掺量为1.0%mol。Li+作为电荷补偿剂,使样品的发光强度得到增加。样品发射主峰仍位于613nm, Eu3+:Li+掺杂比为1:2时发光强度增幅最大。采用溶胶凝胶法,以可溶性盐为原料在700℃下煅烧,合成了γ-LiAlO2:Eu3+红色荧光材料。激发光谱由一个宽带峰和属于Eu3+的f→f跃迁的锐线谱组成,其中前者较强,主峰位于254nm,属于紫外激发,样品的最大发射峰位于613nm,对应于5D0→7F2的跃迁,Eu3+主要处于偏离或无反演对称中心的格位上。同时,研究了γ-LiAlO2:Eu3+的发光强度,随助熔剂H3BO3的掺杂浓度的变化情况,随着B3+浓度的增加,材料发射峰强度出现先增加后减小的趋势,其最佳掺杂浓度为0.8mol%,此时样品的结晶度最好。采用柠檬酸溶胶凝胶法合成了γ-LiAlO2:Tb3+绿色荧光材料。样品在波长238nm的紫外激发下,在450-650nm范围内出现了五个特征发射峰,主峰为542nm,对应于Tb3+离子的5D4→7F5跃迁。Tb3+离子的掺杂量对样品的发光强度产生影响,在一定范围内发光强度随着掺杂浓度的增加呈现增加趋势,其最佳掺量为1.2%mol。Li+作为电荷补偿剂,样品的发光强度出现先增强后减弱的趋势,Tb3+与Li+的最佳掺杂比为1.2:1。样品的发射主峰仍然位于542nm。同时,研究了γ-LiAlO2: Tb3+的发光强度,随助熔剂H3BO3的掺杂浓度的变化情况,随着B3+浓度的增加,材料发射峰强度出现先增加后减小的趋势,其最佳掺杂浓度为1.5mol%,此时样品的结晶度最好。
