2024年9月19日发(作者：霍曼云)
第２７卷第１期
２０１０年３月
广东工业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．１
Ｍａｒｃｈ ２０１０
Ｓｔ３
一
Ｍｇ Ｓｉ２ Ｏ７： Ｅｕ ，Ｄｙ３＋的制备与发光性能的研究
吴浩怡，王银海，胡义华，陈雪花
（广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州５１０００６）
摘要：用高温固相法合成ｓｒ 一 Ｍ或Ｓｉ：Ｏ ：Ｅｕ ，Ｄｙ“（ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）长余辉发光材料，通过ｘ射线衍射分
析发现：当 ≥１时，材料基质的相是Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ；当 ＜１时，材料基质中出现多种相．通过光致发光研究发现，当
≥ｌ时，随着 的减小，物质发射光谱峰位出现蓝移．通过材料的余辉曲线和热释光谱研究，发现随着 的减小，样
品的余辉时问减小，相应的陷阱深度也变浅．
关键词：长余辉；硅酸盐；稀土；陷阱
中图分类号：０４８２．３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－７１６２（２０１０）０１－００２０－０５
长余辉发光材料是当前研究热点之一．该材料
能把照射的紫外光或可见光光能储存起来，并在激
发停止后缓慢释放此能量…．因此，它是一种环保节
１ 实验
１．１样品的合成
能材料，在夜光涂料、夜光油漆、夜光釉料、夜光石
按本实验要求的化学计量比例称取ＳｒＣＯ，
墨、夜光织物以及路标标志、建筑装饰、玩具等方面
得到广泛的应用 Ｊ．随着光电技术的发展，该材料又
开始涉足于光电信息转换和二维图像存储等领域，
表现出广泛的应用前景 Ｊ．
（ＡＲ）、ＭｇＯ（ＡＲ）、ＳｉＯ２（ＡＲ）、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２０３，为了降
低烧结温度，本实验还掺入８％Ｈ ＢＯ ．称量后的样品
放在玛瑙研钵中研磨２ ｈ使其充分混合，置于坩锅中
并放人高温管式炉中．以每分钟７℃的升温速度加热
样品至１ ２００℃，并在１ ２００℃还原气氛中烧灼２ ｈ，
目前，长余辉发光材料主要有３大类：传统的硫
化物系列长余辉发光材料，铝酸盐系列长余辉发光
材料，硅酸盐系列长余辉发光材料 Ｊ．相对于传统的
硫化物系列长余辉发光材料，新型的铝酸盐系列和
还原气氛为９５％Ｎ ＋５％Ｈ ．然后使其自然降温，最
后分别得到名义组分的ｓｒ２ ９ 一 Ｍｇ Ｓｉ Ｏ ：Ｅｕｏ． ｌ，
Ｄｙ （ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）５个样品，分别以ｓ１
～
硅酸盐系列长余辉发光材料稳定性更好，发光性能
更佳，余辉时间更长，所以引起了很多研究者的重
视．而与铝酸盐相比，硅酸盐具有稳定性好、耐水性
Ｓ５表示．
１．２性能测试
利用ＸＤ－２型ｘ射线衍射仪对样品的结构和物
相进行分析，采用Ｃｕ靶，波长为０．１５４ ｎｍ，分别对
样品进行扫描．扫描的起始角为１４。，终止角为７０。，
步宽为０．０２。．利用日立Ｆ－７０００荧光光谱仪测量所
强、与陶瓷基体相容性好、烧结温度较低等特点 ．
Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨是典型的硅酸盐长余辉
发光材料的一种．制备此材料的方法有很多，常用的
主要包括高温固相法 Ｊ、溶胶凝胶法 、燃烧法
制备材料的光致发光．用ＧＳＺＦ一２Ａ单光子计数系统
测试样品的余辉特性，测量时先以紫光对样品进行
激发，激发时间为５ ｒａｉｎ，关闭激发源后，采集６００秒
的数据进行分析．用ＦＪ２７Ａ１微机热释光剂量计对样
品进行热释光分析．
等 ．所得到Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨的波长大约在
４７０ ｎｍ，有较长的余辉时问．目前人们对此材料的发
光性能研究较多，主要涉及发光机理等研究，但此材
料基质中的ｓｒ和Ｍｇ不同的比例对材料的发光性能
所产生的影响的研究相对较少．因此，本研究主要工
作是探讨Ｓｒ２ ９７一 Ｍｇ Ｓｉ２０７：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨（ ＝１．４，
１．２，１，０．８，０．６）材料基质中镁锶的比例对材料结构
和发光性能的影响．
２结果与讨论
２．１ ＸＲＤ分析
为了研究所合成样品的结构与物相，对样品进
行了ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测量，所得到的数据如图１
收稿日期：２００９ １０．１０
基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０６７１０２２，２０８７１０３３）
作者简介：吴浩怡（１９８４一），男，硕士研究生，主要研究方向为长余辉发光材料．通讯作者：胡义华，教授，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕｙｈ＠ｇｄｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．
第１期 吴浩怡，等：Ｓｒ，一 Ｍ‰Ｓｉ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ”的制备与发光性能的研究 ２１
所示．图中ｓ１为样品ｓ１的ＸＲＤ图谱，其图谱基本
保持与Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 四方结构的ＸＲＤ图谱（ＪＣＰ—
ＤＦ１５－００１６）相同，说明样品Ｓ１的主要结构是四方
从图２中可以看到，５个样品中，从样品ｓ１到样品
Ｓ４随着锶镁比例的增大，发射谱的峰位依次是４７１
ｎｍ、４７０ ｒｉｍ、４６４ ｒｉｍ、４６１ ｎｍ，出现蓝移现象．这表明
Ｓｒ：ＭｇＳｉ２Ｏ ．该结构属于四方晶系，由两个ＳｉＯ 四面
体通过共用１个Ｏ原子连在一起形成Ｓｉ ０ 基团，
此基团在通过４配位的Ｍｇ原子和８配位的ｓｒ原子
锶镁比例的改变对光的颜色有一定的影响．锶的含
量越多，光的波长越短．这可能由于从ｓｌ到Ｓ４，锶
的比例逐渐增大，锶取代了镁在晶格中的位置，由于
锶离子半径比镁离子半径大，导致晶格膨胀．而样品
的发光是由发光中心铕离子的４￣５ｄ。到４ｆ 状态跃
结合在一起．Ｍｇ原子位于晶胞的８个顶点和上下两
个面心，ｓｒ原子位于晶胞内部，所形成的晶胞包含４
个ｓｒ原子，２个Ｍｇ原子，４个ｓｉ原子和１４个Ｏ原
子的结构 ．ｓ２为样品Ｓ２的ＸＲＤ图谱，其衍射峰
基本与样品Ｓ１相一致，说明样品Ｓ２中主要的结构
还是四方Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ ．图中ｓ３为样品Ｓ３的ＸＲＤ图
谱，从图中看到，样品Ｓ３中除了Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ，四方结
构外，还有其他衍射峰存在，说明样品出现了新的结
构，但四方Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ 仍然是主要结构．样品Ｓ４对
应ＸＲＤ图谱ｓ４，从图中可以看到四方Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ
的结构已经变小，而其他结构则增强．对照标准卡
片，发现这些结构主要是单斜ＳｒＳｉＯ （ＪＣＰＤＦ３４—
００９９）、正交Ｓｒ２ＳｉＯ （ＪＣＰＤＦ２４—１２３１）和正交
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ （ＪＣＰＤＦ１０－００７５）．而与ＸＲＤ图谱Ｓ５对
应的样品ｓ５已经基本看不到Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 结构的衍
射峰，取而代之的是单斜ＳｒＳｉＯ ，正交Ｓｒ ＳｉＯ ，正交
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ３种结构．由此得到１个结论：用高温固
相法合成Ｓｒｉ
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ¨
．
９７一
，
锶镁的比例
对材料结构有重要影响，当ｓｒ和Ｍｇ的比例不大于
２时，得到材料具有与四方Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 相同的结构．
但当ｓｒ和Ｍｇ的比例大于２时，材料出现混相．
ｓ１：ｓｒ¨７ ＭｇＩｌ４Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ，Ｄｙ３＋０２；ｓ２：Ｓｒｌ ７７ Ｍｇｌ ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ
Ｄｙｇ＋０２；２３：Ｓｒ１ ９７ ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ５ １，Ｄｙｇ． ２；Ｓ４：Ｓｒ２ １７ Ｍｇ０ ８ Ｓｉ２Ｏ７
Ｅｕ ｌ，Ｄｙ ２；ｓ５：Ｓｒ２ ３７Ｍｇｏ ６Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ，Ｄｙ３ ２
图１样品的ＸＲＤ图
２．２光致发光特性分析
为了研究其发光性能，笔者测量了５个样品的
光致发光．用波长为３２０ ｎｍ的激发光分别对样品进
行激发后所得到的发射光谱检测结果如图２所示．
迁所致，而铕的５ ｄ状态由于处在外层，受外部环境
影响较大．铕在晶体中占据了锶的位置，其５ ｄ能级
劈裂成两种状态，分别拥有不同能量，随着锶含量的
增大，晶格膨胀，晶场作用使铕５ ｄ能级的劈裂程度
加大，从而导致发光峰蓝移ｕ ．但锶镁的比例一旦
超过２．２：０．８时，光的波长变长．从图２中可以看
到，样品ｓ５锶镁的比例是２．４：０．６，但其波长峰值
明显大于样品Ｓ４的峰值．由ＸＲＤ中的物相分析结
果可知，样品Ｓ５已经出现不同结构的材料，基质不
再是Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ，．而且，从样品ｓ５的发射光谱看到，
在波长为４７０ ｒｉｍ、４７７ ｒｌｌＴｌ和４９０ ｒｉｌＴｌ左右都有峰．可
能由基质出现的ＳｒＳｉＯ３、Ｓｒ２ＳｉＯ４、Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８ ３种物
相所引起，但具体情况尚待进一步分析．样品发光强
度从Ｓ１到Ｓ５是一个先上升再下降的过程．发光最
强的是样品ｓ３．这说明随着基质中锶镁的比例的增
大，样品发光强度有一最大值，而此最大值对应的基
质就是Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７．
１３０
１２０
１１０
ｌＯＯ
９Ｏ
三８０
０ ７Ｏ
１０
Ｏ
４
图２样品的发射光谱
２．３余辉性能分析
为了研究样品的余辉性能，采用单光子计数系
统对样品进行余辉测试．样品的余辉衰减曲线如图
３所示．从图３中可以得知，当激发源撤离后样品的
光强由大到小对应的样品依次是ｓ３、ｓ２、Ｓｌ、ｓ４、
ｓ５．相对于样品Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１，样品Ｓ４、ｓ５几乎看不到
余辉．因此，把讨论的重点放在样品Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１上．对
样品的余辉曲线进行拟合，发现余辉光强随时间的
变化符合双指数函数关系，这与其他研究者得到的
第１期 吴浩怡，等：ｓｒ３一Ｍｇ Ｓｉ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ３ 的制备与发光性能的研究
＝会∞＂∞ ∞ 如 加 如０
Ｅｕ¨
２３
本研究对所有样品掺入相同量的Ｄｙ¨离子，因此余
辉时间的长短只考虑Ｄｙ¨周围环境的改变对陷阱
深度的影响．由热释光谱分析可知，陷阱深度随着锶
镁比例的增大而减小，因此，在激发源消失瞬间，样
品Ｓ３的陷阱更加容易释放出载流子从而导致发光
，
Ｄｙ 材料中随着 的减小，余辉时间越短，陷
阱深度变浅．
参考文献：
［１］柳成，王银海，陈仁，等．ｓｒ ｃａ。一 Ａ１ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ“长余
辉发光材料的合成与光学性能研究［Ｊ］．功能材料，
２００７，３８（增刊）：１２４—１２７．
最强，但其余辉时间最短．相比之下，样品ｓ１在激发
源消失瞬间发光强度最弱，但余辉时间最长．由此得
到的结论是，在锶镁的比例不大于２的情况下，可以
［２］王晓欣，林元华，张中太．Ｅｕ，Ｄｙ共添加的Ｓｒ２ＭｇＳｉ：Ｏ 基
通过调节锶镁的比例来调节陷阱的深度．样品的发
射光谱（见图２）所显示的光强信息也正好反映了这
一
点．另外，实验还发现，在样品的结构不发生改变
的情况下，随着锶镁配比的增大，材料的发射光谱出
现蓝移．结合上述长余辉发光机理解释，光谱蓝移可
能是由于基质的改变从而导致材料中Ｅｕｎ离子周
围环境的改变，而Ｅｕ 的５ ｄ能级的位置受环境影
响大 ，使得４ｆＳｄ能级之间跃迁的能量变大，从而
导致光谱蓝移．而且，锶含量增大，镁含量减少时，晶
体的缺陷也将有所改变，从而导致陷阱深度的改变，
影响材料的余辉性能．
三
２
穗
骥
图４样品的热释光谱图
３ 结论
本文通过ＸＲＤ、发射光谱、余辉以及热释光谱
等技术，研究了Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨材料的基质
中锶和镁的配比对材料的结构以及发光性能的影
响，得到以下结论：
（１）用高温固相法合成长余辉发光材料
Ｓｒ３
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨
，
发现 大于１时，基质
材料为Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７，但 小于１时，基质以ＳｒＳｉＯ３，
Ｓｒ ＳｉＯ ，Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ ３种材料为主．因此，要得到
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 结构，锶镁的配比不能大于２．
（２）在结构没发生改变以前，Ｓｒ。一 Ｍｇ Ｓｉ：Ｏ ：
Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨材料中随着 的减小，发射光谱的峰值有
蓝移现象．
（３）在结构没发生改变以前，Ｓｒ，一 Ｍｇ Ｓｉ２０ ：
长余辉发光材料［Ｊ］．硅酸盐学报，２００２，３０（２）：２１６－
２１９．
［３］姜伟棣．长余辉发光材料的研究进展［Ｊ］．材料导报，
２００７，２１（８）：１０６—１１０．
［４］毛大立，赵莉，常程康，等．纳米Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ“
的长余辉发光行为［Ｊ］．无机材料学报，２００５，２０（１）：
２２０．２２４．
［５］姜洪义，徐博．高温固相法制备硅酸盐长余辉发光材料
［Ｊ］．硅酸盐学报，２００６，３４（９）：１１５４—１１５７．
［６］齐晓霞，赵军武，冯异．长余辉材料Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ ：Ｅｕ“，
Ｄｙ”的制备及发光性能研究［Ｊ］．中国稀土学报，２００６，
２４（增刊）：６９－７３．
［７］Ｇｅｎｇ Ｘ，Ｃｈｅｎ Ｙ，Ｑｉｕ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌＯＷ
ｐｈ０ｔｏ１ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｒ２ ＭｇＳｉ２ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ ｂｙ ｓｏｌ—
ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ，２００５，２３（３）：２９２—
２９５．
［８］李东平，缪春燕，刘丽芳，等．燃烧法合成新型蓝色硅酸
盐长余辉材料及其发光性能的研究［Ｊ］．稀有金属，
２Ｏ０４，２８（４）：６６２－６６５．
［９］姜洪义，姬同坤，李家亮．Ｂ掺杂Ｓｒ２ＭｇＳｉ ０，电子结构的
理论计算［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００８，３０（９）：５—８．
［１０］Ｈａｏ Ｊ，Ｇａｏ Ｊ，Ｃｏｃｉｖｅｒａ Ｍ．Ｔｕｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌｕｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ
ｆｒｏｍ ｅｕｒｏｐｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ａｌｋａｌｉｎｅ ｅａｒｔｈ ｃｈｌｏｒｏｂｏｒａｔｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ
ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｉｎ ａｉｒ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００３，８２（１７）：２２７８—
２２８０．
［１１］Ｃｈｅｎ Ｒ，Ｗａｎｇ Ｙ，Ｈｕ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｏｉｌ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｒ２Ａ１２０４：Ｅｕ ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏ￣ｂｙ Ｙｂ ｉ—
ｏｎｓ ｄｏｐｉｎｇ［Ｊ］．Ｊ Ｌｕｍｉｎ，２００８，１２８：１ １８０—１ １８４．
［１２］Ｌｉｕ Ｃ，Ｗａｎｇ Ｙ，Ｈｕ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｐｒｏｐ—
ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＳｒｘＣａ１
Ａ１２０４：Ｅｕ ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｂｙ Ｓｒ／Ｃａ
ｒａｔｉｏ［Ｊ］．Ｊ Ａｌｌｏｙ Ｃｏｍｐｄ，２００９，４７０：４７３＿４７６．
［１３］张瑞军，张玉奇，刘小蕊，等．稀土蓝色长余辉发光材料
的研究进展［Ｊ］．中国陶瓷工业，２００６，１３（４）：３７—３９．
［１４］Ｆｅｉ Ｑ，Ｃｈａｎｇ Ｃ，Ｍａｏ Ｄ．Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
Ｓｒ２ＭｇＳｉ２０７ ａｎｄ Ｃａ２ＭｇＳｉ２０７ ｌｏｎｇ ｌａｓｔｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｍ ａｃｔｉｖａｔｅｄ
ｂｙ Ｅｕ ，Ｄｙ ［Ｊ］．Ｊ Ａｌｌｏｙ Ｃｏｍｐｄ，２００５，３９０：１３３—１３７．
［１５］Ｋｕａｎｇ Ｊ，Ｌｉｕ Ｙ，Ｚｈａｎｇ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｂｌｕｅ—ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌｏｎｇ—ｌａｓｔｉｎｇ
ｐｈｏｓｐｈｏｒ，Ｓｒ３Ａ１ｌ０ＳｉＯ２０：Ｅｕ“
，
Ｈｏ ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍ—
ｎｕｎ，２００５，１３６：６—１０．
［１ ６］Ｋａｔｓｕｍａｔａ Ｔ，Ｔｏｙｏｍａｎｅ Ｓ，Ｔｏｎｅｇａｗａ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ一
广东工业大学学报 第２７卷
ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｐ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｌｏｎｇ—ｄｕｒａｔｉｏｎ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｃｒｙｓｔａｌｓ［Ｊ］．Ｊ
Ｃｒｙｓｔ Ｇｒｏｗｔｈ，２００２，２３７—２３９：３６１—３６６．
（Ｅｕ Ｄｙ ）ｃｏ—ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｌｏｎｇ ｌａｓｔｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ
［Ｊ］．Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ，２００５，１４４—１４７：８６１—８６３．
［１７］Ｍａｔｓｕｚａｗａ Ｔ，Ａｏｋｉ Ｙ，Ｔａｋｅｕｅｈｉ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ａ ｎｅｗ ｌｏｎｇ ｐｈｏｓ—
ｐｈｏｒｓｃｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ，ＳｒＡＩ２ Ｏ４：Ｅｕ“，
［２０］Ａｉｔａｓａｌｏ Ｔ，Ｈ０１ｓａ Ｊ，Ｊｕｎｇｎｅｒ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅｒｍｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
Ｓｔｕｄｖ ｏｆ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｅｕ２十 ａｎｄ
Ｒ 一Ｄｏｐｅｄ Ｃａｌｃｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅｓ，ＣａＭ２ ０４：Ｅｕ２
，
Ｒ
Ｄｙ“［Ｊ］．Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ Ｓｏｃ，１９９６，１４３（８）：２６７０－２６７３．
［１８］符义兵，张国斌，戚泽明，等．蓝色长余辉材料Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ ：
Ｅｕ“
，
［Ｊ］．Ｊ Ｐｈｙｓ Ｃｈｅｍ Ｂ，２００６，１１０：４５８９－４５９８．
［２１］Ｌｉｎ Ｙ，Ｔａｎｇ Ｚ，Ｚｈａｎｇ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ａｎｏｍａｌｏｕｓ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ
ｓｒ４ＡＩｌ４Ｏ ：Ｅｕ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｎ，２００２，
８１：９９６—９９８．
Ｄｙ“及其基质的ＶＵＶ—ｕＶ激发特性［Ｊ］．发光学
报，２００６，２７（３）：３２０—３２４．
［１９ｊ Ｚｈａｎｇ Ｇ Ｂ，Ｑｉ ｚ Ｍ，Ｚｈｏｕ Ｈ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ
Ｓｉ２ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ’ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｓｒ２
Ｍｇｘ
一
Ｗｕ Ｈａｏ—ｙｉ，Ｗａｎｇ Ｙｉｎ．ｈａｉ，Ｈｕ Ｙｉ．ｈｕａ，Ｃｈｅｎ Ｘｕｅ—ｈｕａ
（Ｆａｃｕｄｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｒ２
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ“
，
Ｄｙ¨（ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）ｗｅｒｅ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ≥１．Ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＜１．Ｗｈｅｎ ≥１，
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ，ｔｈｅ ｂｌＨｅ ｓｈｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅａｋ ａｐｐｅａｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｈ０ｔｏｌｆｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．Ｔｈｅ ｄｅｐｔｈｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｔｒａｐｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ ＣＨＩＶＥＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｌｕｍｉｎｅｓｅｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒａ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ，ｔｈｅ
ｄｅｃａｙ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｂｅｃｏｍｅ ｓｈａｌｌｏｗ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ；ｓｉｌｉｃａｔｅ；ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ；ｔｒａｐ
（上接第ｌ９页）
参考文献：
『１］Ｏｋｏｃｈｉ Ｈ．Ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｎ０ｎｌｉｎ
２００２．２７３：６２７—６３６．
［４］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ．Ｎｏｔｅ ｏｎ Ｍａｓｓｅｒａ§ｔｈｅｏｒｅｍ ｏｎ ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕ—
ｅａｒ ａｈｓｔｒａｃｔ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ｓｏｃ，１９８８
（４０）：５４１—５５３．
ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｍａｔｈ Ｓｃｉ ａｎｄ Ａｐｐｌ，１９９９（９）：１２５—
１２８．
［２］Ｏｋｏｃｈｉ Ｈ．Ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ａ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｏｐ—
［５］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ，Ｃｈｏ Ｙ Ｊ，ＯＲｅｇａｎ Ｄ．Ａｎｔｉｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆｒ ｅ—
ｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｍａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｃｌａｓｓ（Ｓ＋）［Ｊ］．Ｍａｔｈ
Ｎａｃｈｒ，２００５，２７８：３３５—３６２．
ｅｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｊ Ｆｕｎｃｔ Ａｎａｌ，１９９０（９１）：２４６—２５８．
［３］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ，Ｗａｎｇ Ｘ Ｄ，ｘｕ Ｈ Ｘ．Ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ
［６］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ．Ａｎｔｉｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｅｍｉｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅ—
ｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ａｎａｌ Ａｐｐｌ，２００６，３１５：３３７—３４８．
ｓｅｍｉｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ａｎａｌ Ａｐｐｌ，
Ｔｈｅ Ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ Ａｎｔｉ－ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ
Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ
Ｚｈｏｕ Ｓｈａｏ－ｌｏｎｇ
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗｉｔｈ ａｎｔｉ－－ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｗｏ・－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｈｉｌｂｅｒｔ ｓｐａｃｅ．Ｕｎｄｅｒ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｈａｖｅ ａｎｔｉ－ｐｏｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｅｒａｙ－Ｓｃｈａｕｄｅｒ ｄｅｇｒｅｅ；Ｈｉｌｂｅｒｔ ｓｐａｃｅ；ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ
2024年9月19日发(作者：霍曼云)
第２７卷第１期
２０１０年３月
广东工业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｖｏ１．２７ Ｎｏ．１
Ｍａｒｃｈ ２０１０
Ｓｔ３
一
Ｍｇ Ｓｉ２ Ｏ７： Ｅｕ ，Ｄｙ３＋的制备与发光性能的研究
吴浩怡，王银海，胡义华，陈雪花
（广东工业大学物理与光电工程学院，广东广州５１０００６）
摘要：用高温固相法合成ｓｒ 一 Ｍ或Ｓｉ：Ｏ ：Ｅｕ ，Ｄｙ“（ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）长余辉发光材料，通过ｘ射线衍射分
析发现：当 ≥１时，材料基质的相是Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ；当 ＜１时，材料基质中出现多种相．通过光致发光研究发现，当
≥ｌ时，随着 的减小，物质发射光谱峰位出现蓝移．通过材料的余辉曲线和热释光谱研究，发现随着 的减小，样
品的余辉时问减小，相应的陷阱深度也变浅．
关键词：长余辉；硅酸盐；稀土；陷阱
中图分类号：０４８２．３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－７１６２（２０１０）０１－００２０－０５
长余辉发光材料是当前研究热点之一．该材料
能把照射的紫外光或可见光光能储存起来，并在激
发停止后缓慢释放此能量…．因此，它是一种环保节
１ 实验
１．１样品的合成
能材料，在夜光涂料、夜光油漆、夜光釉料、夜光石
按本实验要求的化学计量比例称取ＳｒＣＯ，
墨、夜光织物以及路标标志、建筑装饰、玩具等方面
得到广泛的应用 Ｊ．随着光电技术的发展，该材料又
开始涉足于光电信息转换和二维图像存储等领域，
表现出广泛的应用前景 Ｊ．
（ＡＲ）、ＭｇＯ（ＡＲ）、ＳｉＯ２（ＡＲ）、Ｅｕ２Ｏ３、Ｄｙ２０３，为了降
低烧结温度，本实验还掺入８％Ｈ ＢＯ ．称量后的样品
放在玛瑙研钵中研磨２ ｈ使其充分混合，置于坩锅中
并放人高温管式炉中．以每分钟７℃的升温速度加热
样品至１ ２００℃，并在１ ２００℃还原气氛中烧灼２ ｈ，
目前，长余辉发光材料主要有３大类：传统的硫
化物系列长余辉发光材料，铝酸盐系列长余辉发光
材料，硅酸盐系列长余辉发光材料 Ｊ．相对于传统的
硫化物系列长余辉发光材料，新型的铝酸盐系列和
还原气氛为９５％Ｎ ＋５％Ｈ ．然后使其自然降温，最
后分别得到名义组分的ｓｒ２ ９ 一 Ｍｇ Ｓｉ Ｏ ：Ｅｕｏ． ｌ，
Ｄｙ （ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）５个样品，分别以ｓ１
～
硅酸盐系列长余辉发光材料稳定性更好，发光性能
更佳，余辉时间更长，所以引起了很多研究者的重
视．而与铝酸盐相比，硅酸盐具有稳定性好、耐水性
Ｓ５表示．
１．２性能测试
利用ＸＤ－２型ｘ射线衍射仪对样品的结构和物
相进行分析，采用Ｃｕ靶，波长为０．１５４ ｎｍ，分别对
样品进行扫描．扫描的起始角为１４。，终止角为７０。，
步宽为０．０２。．利用日立Ｆ－７０００荧光光谱仪测量所
强、与陶瓷基体相容性好、烧结温度较低等特点 ．
Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨是典型的硅酸盐长余辉
发光材料的一种．制备此材料的方法有很多，常用的
主要包括高温固相法 Ｊ、溶胶凝胶法 、燃烧法
制备材料的光致发光．用ＧＳＺＦ一２Ａ单光子计数系统
测试样品的余辉特性，测量时先以紫光对样品进行
激发，激发时间为５ ｒａｉｎ，关闭激发源后，采集６００秒
的数据进行分析．用ＦＪ２７Ａ１微机热释光剂量计对样
品进行热释光分析．
等 ．所得到Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨的波长大约在
４７０ ｎｍ，有较长的余辉时问．目前人们对此材料的发
光性能研究较多，主要涉及发光机理等研究，但此材
料基质中的ｓｒ和Ｍｇ不同的比例对材料的发光性能
所产生的影响的研究相对较少．因此，本研究主要工
作是探讨Ｓｒ２ ９７一 Ｍｇ Ｓｉ２０７：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨（ ＝１．４，
１．２，１，０．８，０．６）材料基质中镁锶的比例对材料结构
和发光性能的影响．
２结果与讨论
２．１ ＸＲＤ分析
为了研究所合成样品的结构与物相，对样品进
行了ｘ射线衍射（ＸＲＤ）测量，所得到的数据如图１
收稿日期：２００９ １０．１０
基金项目：国家自然科学基金资助项目（２０６７１０２２，２０８７１０３３）
作者简介：吴浩怡（１９８４一），男，硕士研究生，主要研究方向为长余辉发光材料．通讯作者：胡义华，教授，Ｅ—ｍａｉｌ：ｈｕｙｈ＠ｇｄｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．
第１期 吴浩怡，等：Ｓｒ，一 Ｍ‰Ｓｉ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ”的制备与发光性能的研究 ２１
所示．图中ｓ１为样品ｓ１的ＸＲＤ图谱，其图谱基本
保持与Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 四方结构的ＸＲＤ图谱（ＪＣＰ—
ＤＦ１５－００１６）相同，说明样品Ｓ１的主要结构是四方
从图２中可以看到，５个样品中，从样品ｓ１到样品
Ｓ４随着锶镁比例的增大，发射谱的峰位依次是４７１
ｎｍ、４７０ ｒｉｍ、４６４ ｒｉｍ、４６１ ｎｍ，出现蓝移现象．这表明
Ｓｒ：ＭｇＳｉ２Ｏ ．该结构属于四方晶系，由两个ＳｉＯ 四面
体通过共用１个Ｏ原子连在一起形成Ｓｉ ０ 基团，
此基团在通过４配位的Ｍｇ原子和８配位的ｓｒ原子
锶镁比例的改变对光的颜色有一定的影响．锶的含
量越多，光的波长越短．这可能由于从ｓｌ到Ｓ４，锶
的比例逐渐增大，锶取代了镁在晶格中的位置，由于
锶离子半径比镁离子半径大，导致晶格膨胀．而样品
的发光是由发光中心铕离子的４￣５ｄ。到４ｆ 状态跃
结合在一起．Ｍｇ原子位于晶胞的８个顶点和上下两
个面心，ｓｒ原子位于晶胞内部，所形成的晶胞包含４
个ｓｒ原子，２个Ｍｇ原子，４个ｓｉ原子和１４个Ｏ原
子的结构 ．ｓ２为样品Ｓ２的ＸＲＤ图谱，其衍射峰
基本与样品Ｓ１相一致，说明样品Ｓ２中主要的结构
还是四方Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ ．图中ｓ３为样品Ｓ３的ＸＲＤ图
谱，从图中看到，样品Ｓ３中除了Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ，四方结
构外，还有其他衍射峰存在，说明样品出现了新的结
构，但四方Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ 仍然是主要结构．样品Ｓ４对
应ＸＲＤ图谱ｓ４，从图中可以看到四方Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ
的结构已经变小，而其他结构则增强．对照标准卡
片，发现这些结构主要是单斜ＳｒＳｉＯ （ＪＣＰＤＦ３４—
００９９）、正交Ｓｒ２ＳｉＯ （ＪＣＰＤＦ２４—１２３１）和正交
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ （ＪＣＰＤＦ１０－００７５）．而与ＸＲＤ图谱Ｓ５对
应的样品ｓ５已经基本看不到Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 结构的衍
射峰，取而代之的是单斜ＳｒＳｉＯ ，正交Ｓｒ ＳｉＯ ，正交
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ３种结构．由此得到１个结论：用高温固
相法合成Ｓｒｉ
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ¨
．
９７一
，
锶镁的比例
对材料结构有重要影响，当ｓｒ和Ｍｇ的比例不大于
２时，得到材料具有与四方Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 相同的结构．
但当ｓｒ和Ｍｇ的比例大于２时，材料出现混相．
ｓ１：ｓｒ¨７ ＭｇＩｌ４Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ，Ｄｙ３＋０２；ｓ２：Ｓｒｌ ７７ Ｍｇｌ ２Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ
Ｄｙｇ＋０２；２３：Ｓｒ１ ９７ ＭｇＳｉ２Ｏ７：Ｅｕ５ １，Ｄｙｇ． ２；Ｓ４：Ｓｒ２ １７ Ｍｇ０ ８ Ｓｉ２Ｏ７
Ｅｕ ｌ，Ｄｙ ２；ｓ５：Ｓｒ２ ３７Ｍｇｏ ６Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ ｌ，Ｄｙ３ ２
图１样品的ＸＲＤ图
２．２光致发光特性分析
为了研究其发光性能，笔者测量了５个样品的
光致发光．用波长为３２０ ｎｍ的激发光分别对样品进
行激发后所得到的发射光谱检测结果如图２所示．
迁所致，而铕的５ ｄ状态由于处在外层，受外部环境
影响较大．铕在晶体中占据了锶的位置，其５ ｄ能级
劈裂成两种状态，分别拥有不同能量，随着锶含量的
增大，晶格膨胀，晶场作用使铕５ ｄ能级的劈裂程度
加大，从而导致发光峰蓝移ｕ ．但锶镁的比例一旦
超过２．２：０．８时，光的波长变长．从图２中可以看
到，样品ｓ５锶镁的比例是２．４：０．６，但其波长峰值
明显大于样品Ｓ４的峰值．由ＸＲＤ中的物相分析结
果可知，样品Ｓ５已经出现不同结构的材料，基质不
再是Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ，．而且，从样品ｓ５的发射光谱看到，
在波长为４７０ ｒｉｍ、４７７ ｒｌｌＴｌ和４９０ ｒｉｌＴｌ左右都有峰．可
能由基质出现的ＳｒＳｉＯ３、Ｓｒ２ＳｉＯ４、Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８ ３种物
相所引起，但具体情况尚待进一步分析．样品发光强
度从Ｓ１到Ｓ５是一个先上升再下降的过程．发光最
强的是样品ｓ３．这说明随着基质中锶镁的比例的增
大，样品发光强度有一最大值，而此最大值对应的基
质就是Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７．
１３０
１２０
１１０
ｌＯＯ
９Ｏ
三８０
０ ７Ｏ
１０
Ｏ
４
图２样品的发射光谱
２．３余辉性能分析
为了研究样品的余辉性能，采用单光子计数系
统对样品进行余辉测试．样品的余辉衰减曲线如图
３所示．从图３中可以得知，当激发源撤离后样品的
光强由大到小对应的样品依次是ｓ３、ｓ２、Ｓｌ、ｓ４、
ｓ５．相对于样品Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１，样品Ｓ４、ｓ５几乎看不到
余辉．因此，把讨论的重点放在样品Ｓ３、Ｓ２、Ｓ１上．对
样品的余辉曲线进行拟合，发现余辉光强随时间的
变化符合双指数函数关系，这与其他研究者得到的
第１期 吴浩怡，等：ｓｒ３一Ｍｇ Ｓｉ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ３ 的制备与发光性能的研究
＝会∞＂∞ ∞ 如 加 如０
Ｅｕ¨
２３
本研究对所有样品掺入相同量的Ｄｙ¨离子，因此余
辉时间的长短只考虑Ｄｙ¨周围环境的改变对陷阱
深度的影响．由热释光谱分析可知，陷阱深度随着锶
镁比例的增大而减小，因此，在激发源消失瞬间，样
品Ｓ３的陷阱更加容易释放出载流子从而导致发光
，
Ｄｙ 材料中随着 的减小，余辉时间越短，陷
阱深度变浅．
参考文献：
［１］柳成，王银海，陈仁，等．ｓｒ ｃａ。一 Ａ１ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ“长余
辉发光材料的合成与光学性能研究［Ｊ］．功能材料，
２００７，３８（增刊）：１２４—１２７．
最强，但其余辉时间最短．相比之下，样品ｓ１在激发
源消失瞬间发光强度最弱，但余辉时间最长．由此得
到的结论是，在锶镁的比例不大于２的情况下，可以
［２］王晓欣，林元华，张中太．Ｅｕ，Ｄｙ共添加的Ｓｒ２ＭｇＳｉ：Ｏ 基
通过调节锶镁的比例来调节陷阱的深度．样品的发
射光谱（见图２）所显示的光强信息也正好反映了这
一
点．另外，实验还发现，在样品的结构不发生改变
的情况下，随着锶镁配比的增大，材料的发射光谱出
现蓝移．结合上述长余辉发光机理解释，光谱蓝移可
能是由于基质的改变从而导致材料中Ｅｕｎ离子周
围环境的改变，而Ｅｕ 的５ ｄ能级的位置受环境影
响大 ，使得４ｆＳｄ能级之间跃迁的能量变大，从而
导致光谱蓝移．而且，锶含量增大，镁含量减少时，晶
体的缺陷也将有所改变，从而导致陷阱深度的改变，
影响材料的余辉性能．
三
２
穗
骥
图４样品的热释光谱图
３ 结论
本文通过ＸＲＤ、发射光谱、余辉以及热释光谱
等技术，研究了Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ：Ｅｕ¨，Ｄｙ¨材料的基质
中锶和镁的配比对材料的结构以及发光性能的影
响，得到以下结论：
（１）用高温固相法合成长余辉发光材料
Ｓｒ３
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨
，
发现 大于１时，基质
材料为Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７，但 小于１时，基质以ＳｒＳｉＯ３，
Ｓｒ ＳｉＯ ，Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ ３种材料为主．因此，要得到
Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ 结构，锶镁的配比不能大于２．
（２）在结构没发生改变以前，Ｓｒ。一 Ｍｇ Ｓｉ：Ｏ ：
Ｅｕ¨
，
Ｄｙ¨材料中随着 的减小，发射光谱的峰值有
蓝移现象．
（３）在结构没发生改变以前，Ｓｒ，一 Ｍｇ Ｓｉ２０ ：
长余辉发光材料［Ｊ］．硅酸盐学报，２００２，３０（２）：２１６－
２１９．
［３］姜伟棣．长余辉发光材料的研究进展［Ｊ］．材料导报，
２００７，２１（８）：１０６—１１０．
［４］毛大立，赵莉，常程康，等．纳米Ｓｒ ＭｇＳｉ Ｏ ：Ｅｕ“，Ｄｙ“
的长余辉发光行为［Ｊ］．无机材料学报，２００５，２０（１）：
２２０．２２４．
［５］姜洪义，徐博．高温固相法制备硅酸盐长余辉发光材料
［Ｊ］．硅酸盐学报，２００６，３４（９）：１１５４—１１５７．
［６］齐晓霞，赵军武，冯异．长余辉材料Ｓｒ ＭｇＳｉ：Ｏ ：Ｅｕ“，
Ｄｙ”的制备及发光性能研究［Ｊ］．中国稀土学报，２００６，
２４（增刊）：６９－７３．
［７］Ｇｅｎｇ Ｘ，Ｃｈｅｎ Ｙ，Ｑｉｕ Ｇ，ｅｔ ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌＯＷ
ｐｈ０ｔｏ１ｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｒ２ ＭｇＳｉ２ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ ｂｙ ｓｏｌ—
ｇｅｌ ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ，２００５，２３（３）：２９２—
２９５．
［８］李东平，缪春燕，刘丽芳，等．燃烧法合成新型蓝色硅酸
盐长余辉材料及其发光性能的研究［Ｊ］．稀有金属，
２Ｏ０４，２８（４）：６６２－６６５．
［９］姜洪义，姬同坤，李家亮．Ｂ掺杂Ｓｒ２ＭｇＳｉ ０，电子结构的
理论计算［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００８，３０（９）：５—８．
［１０］Ｈａｏ Ｊ，Ｇａｏ Ｊ，Ｃｏｃｉｖｅｒａ Ｍ．Ｔｕｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌｕｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ
ｆｒｏｍ ｅｕｒｏｐｉｕｍ—ｄｏｐｅｄ ａｌｋａｌｉｎｅ ｅａｒｔｈ ｃｈｌｏｒｏｂｏｒａｔｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍｓ
ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｉｎ ａｉｒ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｔｔ，２００３，８２（１７）：２２７８—
２２８０．
［１１］Ｃｈｅｎ Ｒ，Ｗａｎｇ Ｙ，Ｈｕ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｏｉｌ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｓｒ２Ａ１２０４：Ｅｕ ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏ￣ｂｙ Ｙｂ ｉ—
ｏｎｓ ｄｏｐｉｎｇ［Ｊ］．Ｊ Ｌｕｍｉｎ，２００８，１２８：１ １８０—１ １８４．
［１２］Ｌｉｕ Ｃ，Ｗａｎｇ Ｙ，Ｈｕ Ｙ，ｅｔ ａ１．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｐｒｏｐ—
ｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＳｒｘＣａ１
Ａ１２０４：Ｅｕ ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｂｙ Ｓｒ／Ｃａ
ｒａｔｉｏ［Ｊ］．Ｊ Ａｌｌｏｙ Ｃｏｍｐｄ，２００９，４７０：４７３＿４７６．
［１３］张瑞军，张玉奇，刘小蕊，等．稀土蓝色长余辉发光材料
的研究进展［Ｊ］．中国陶瓷工业，２００６，１３（４）：３７—３９．
［１４］Ｆｅｉ Ｑ，Ｃｈａｎｇ Ｃ，Ｍａｏ Ｄ．Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
Ｓｒ２ＭｇＳｉ２０７ ａｎｄ Ｃａ２ＭｇＳｉ２０７ ｌｏｎｇ ｌａｓｔｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｍ ａｃｔｉｖａｔｅｄ
ｂｙ Ｅｕ ，Ｄｙ ［Ｊ］．Ｊ Ａｌｌｏｙ Ｃｏｍｐｄ，２００５，３９０：１３３—１３７．
［１５］Ｋｕａｎｇ Ｊ，Ｌｉｕ Ｙ，Ｚｈａｎｇ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｂｌｕｅ—ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌｏｎｇ—ｌａｓｔｉｎｇ
ｐｈｏｓｐｈｏｒ，Ｓｒ３Ａ１ｌ０ＳｉＯ２０：Ｅｕ“
，
Ｈｏ ［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｃｏｍ—
ｎｕｎ，２００５，１３６：６—１０．
［１ ６］Ｋａｔｓｕｍａｔａ Ｔ，Ｔｏｙｏｍａｎｅ Ｓ，Ｔｏｎｅｇａｗａ Ａ，ｅｔ ａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａ一
广东工业大学学报 第２７卷
ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｐ ｌｅｖｅｌｓ ｉｎ ｌｏｎｇ—ｄｕｒａｔｉｏｎ ｐｈｏｓｐｈｏｒ ｃｒｙｓｔａｌｓ［Ｊ］．Ｊ
Ｃｒｙｓｔ Ｇｒｏｗｔｈ，２００２，２３７—２３９：３６１—３６６．
（Ｅｕ Ｄｙ ）ｃｏ—ｄｏｐｅｄ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｌｏｎｇ ｌａｓｔｉｎｇ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ
［Ｊ］．Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃ，２００５，１４４—１４７：８６１—８６３．
［１７］Ｍａｔｓｕｚａｗａ Ｔ，Ａｏｋｉ Ｙ，Ｔａｋｅｕｅｈｉ Ｎ，ｅｔ ａ１．Ａ ｎｅｗ ｌｏｎｇ ｐｈｏｓ—
ｐｈｏｒｓｃｅｎｔ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ，ＳｒＡＩ２ Ｏ４：Ｅｕ“，
［２０］Ａｉｔａｓａｌｏ Ｔ，Ｈ０１ｓａ Ｊ，Ｊｕｎｇｎｅｒ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｔｈｅｒｍｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
Ｓｔｕｄｖ ｏｆ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ：Ｅｕ２十 ａｎｄ
Ｒ 一Ｄｏｐｅｄ Ｃａｌｃｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎａｔｅｓ，ＣａＭ２ ０４：Ｅｕ２
，
Ｒ
Ｄｙ“［Ｊ］．Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ Ｓｏｃ，１９９６，１４３（８）：２６７０－２６７３．
［１８］符义兵，张国斌，戚泽明，等．蓝色长余辉材料Ｓｒ２ＭｇＳｉ Ｏ ：
Ｅｕ“
，
［Ｊ］．Ｊ Ｐｈｙｓ Ｃｈｅｍ Ｂ，２００６，１１０：４５８９－４５９８．
［２１］Ｌｉｎ Ｙ，Ｔａｎｇ Ｚ，Ｚｈａｎｇ Ｚ，ｅｔ ａ１．Ａｎｏｍａｌｏｕｓ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｉｎ
ｓｒ４ＡＩｌ４Ｏ ：Ｅｕ，Ｄｙ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ［Ｊ］．Ａｐｐｌ Ｐｈｙｓ Ｌｅｎ，２００２，
８１：９９６—９９８．
Ｄｙ“及其基质的ＶＵＶ—ｕＶ激发特性［Ｊ］．发光学
报，２００６，２７（３）：３２０—３２４．
［１９ｊ Ｚｈａｎｇ Ｇ Ｂ，Ｑｉ ｚ Ｍ，Ｚｈｏｕ Ｈ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ ｏｆ
Ｓｉ２ Ｏ７：Ｅｕ ，Ｄｙ’ ａｎｄ Ｔｈｅｉｒ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｓｒ２
Ｍｇｘ
一
Ｗｕ Ｈａｏ—ｙｉ，Ｗａｎｇ Ｙｉｎ．ｈａｉ，Ｈｕ Ｙｉ．ｈｕａ，Ｃｈｅｎ Ｘｕｅ—ｈｕａ
（Ｆａｃｕｄｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｒ２
Ｍｇ Ｓｉ２Ｏ７：Ｅｕ“
，
Ｄｙ¨（ ＝１．４，１．２，１，０．８，０．６）ｗｅｒｅ
ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｏｌｉｄ－ｓｔａｔｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｐｈａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ Ｓｒ２ＭｇＳｉ２Ｏ７ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ≥１．Ｔｈｒｅｅ ｐｈａｓｅｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ＜１．Ｗｈｅｎ ≥１，
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ，ｔｈｅ ｂｌＨｅ ｓｈｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｐｅａｋ ａｐｐｅａｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｐｈ０ｔｏｌｆｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ．Ｔｈｅ ｄｅｐｔｈｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｔｒａｐｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ ＣＨＩＶＥＳ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｌｕｍｉｎｅｓｅｅｎｃｅ ｓｐｅｃｔｒａ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｏｆ ，ｔｈｅ
ｄｅｃａｙ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｒａｐｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ ｂｅｃｏｍｅ ｓｈａｌｌｏｗ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｎｇ ａｆｔｅｒｇｌｏｗ；ｓｉｌｉｃａｔｅ；ｒａｒｅ ｅａｒｔｈ；ｔｒａｐ
（上接第ｌ９页）
参考文献：
『１］Ｏｋｏｃｈｉ Ｈ．Ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ｎ０ｎｌｉｎ
２００２．２７３：６２７—６３６．
［４］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ．Ｎｏｔｅ ｏｎ Ｍａｓｓｅｒａ§ｔｈｅｏｒｅｍ ｏｎ ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕ—
ｅａｒ ａｈｓｔｒａｃｔ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ｓｏｃ，１９８８
（４０）：５４１—５５３．
ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｍａｔｈ Ｓｃｉ ａｎｄ Ａｐｐｌ，１９９９（９）：１２５—
１２８．
［２］Ｏｋｏｃｈｉ Ｈ．Ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｏｆ ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｔｏ ａ
ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｏｐ—
［５］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ，Ｃｈｏ Ｙ Ｊ，ＯＲｅｇａｎ Ｄ．Ａｎｔｉｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆｒ ｅ—
ｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｍａｐｐｉｎｇ ｉｎ ｃｌａｓｓ（Ｓ＋）［Ｊ］．Ｍａｔｈ
Ｎａｃｈｒ，２００５，２７８：３３５—３６２．
ｅｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．Ｊ Ｆｕｎｃｔ Ａｎａｌ，１９９０（９１）：２４６—２５８．
［３］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ，Ｗａｎｇ Ｘ Ｄ，ｘｕ Ｈ Ｘ．Ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ
［６］Ｃｈｅｎ Ｙ Ｑ．Ａｎｔｉｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｓｅｍｉｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅ—
ｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ａｎａｌ Ａｐｐｌ，２００６，３１５：３３７—３４８．
ｓｅｍｉｌｉｎｅａｒ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｈ Ａｎａｌ Ａｐｐｌ，
Ｔｈｅ Ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ Ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｗｉｔｈ Ａｎｔｉ－ｐｅｒｉｏｄｉｃ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ
Ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ
Ｚｈｏｕ Ｓｈａｏ－ｌｏｎｇ
（Ｆａｃｕｌｔｙ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １０００６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｔ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｅｎｃｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗｉｔｈ ａｎｔｉ－－ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｗｏ・－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｈｉｌｂｅｒｔ ｓｐａｃｅ．Ｕｎｄｅｒ ｃｅｒｔａｉｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｈａｖｅ ａｎｔｉ－ｐｏｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｌｅｒａｙ－Ｓｃｈａｕｄｅｒ ｄｅｇｒｅｅ；Ｈｉｌｂｅｒｔ ｓｐａｃｅ；ａｎｔｉ—ｐｅｒｉｏｄｉｃ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ