Efeito de reforço da fluorescência por co-dopagem de Al3+ no fósforo vermelho profundo Ca2YTaO6∶Mn4+ para iluminação de plantas

WANG Kun ,  

ZHENG Chunbao ,  

DING Yaping ,  

CHEN Xiangxiao ,  

ZHENG Biao ,  

LIU Nian ,  

HAN Qingyan ,  

HE Enjie ,  

摘要

Para resolver o problema da eficiência luminosa insuficiente do fósforo vermelho profundo usado em iluminação de plantas, foi proposta uma nova estratégia de reforço da radiação fluorescente por co-dopagem com Al3+. Foram sintetizados por método sólido em alta temperatura Ca2YTa1-xO6∶xMn4+ (x=0,1%~0,6%) e Ca2YTa1-0,3%-yO6∶0,3%Mn4+,yAl3+ (y=0,4%~2,4%). Foram estudados os efeitos de reforço induzidos por Al3+ por difração de raios X, fotoluminescência e decaimento de fluorescência. Os resultados mostraram que, sob excitação de 304 nm, a fluorescência vermelho profundo do Ca2YTaO6∶0,3%Mn4+ dopado isoladamente é a mais intensa; após a co-dopagem com Al3+, sua intensidade foi significativamente aumentada, atingindo 5,92 vezes a do Ca2YTaO6∶0,3%Mn4+ na concentração de Al3+ de 1,2%. A análise indica que Al3+ suprime efetivamente o apagamento de concentração entre Mn4+, reduz centros de apagamento e defeitos, diminuindo a taxa de transição não radiativa; ao mesmo tempo fortalece significativamente a intensidade do campo cristalino onde Mn4+ reside, aumentando a probabilidade da transição radiativa de 2Eg, reforçando a emissão luminosa. Além disso, a co-dopagem não alterou significativamente a estabilidade térmica do fósforo. O espectro de eletroluminescência do pc-LED encapsulado com chip de 365 nm apresenta boa correspondência com a faixa de absorção do fotopigmento Pfr das plantas, possuindo alta intensidade luminosa e pureza de cor, o que confere a este tipo de fósforo um valioso potencial de aplicação para iluminação interna de plantas.

关键词

método sólido em alta temperatura;co-dopagem de Al3+;reforço da fluorescência;Ca2YTaO6;intensidade do campo cristalino

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