GdVO<sub>4</sub>:Ln<sup>3+</sup>(Ln=Eu，Tm，Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

引用本文: 李雪, 邸克书, 姚爽, 闫景辉, 康振辉. GdVO₄:Ln³⁺(Ln=Eu，Tm，Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能[J]. 无机化学学报, 2016, 32(9): 1512-1518. doi: 10.11862/CJIC.2016.193 shu

Citation: LI Xue, DI Ke-Shu, YAO Shuang, YAN Jing-Hui, KANG Zhen-Hui. Hydrothermal Synthesis and Luminescent Properties of GdVO₄:Ln³⁺ (Ln=Eu, Tm, Dy) Phosphor[J]. Chinese Journal of Inorganic Chemistry, 2016, 32(9): 1512-1518. doi: 10.11862/CJIC.2016.193 shu

GdVO₄:Ln³⁺(Ln=Eu，Tm，Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

李雪 ^1, ,
邸克书 ^1, ,
姚爽 ^{1,*,
,} ,
闫景辉 ^{1,*,
,} ,
康振辉 ^2,

1.
长春理工大学化学与环境工程学院，长春 130022
2.
苏州大学功能纳米与软物质(材料)研究院，苏州 215123

通讯作者: 姚爽, E-mail：yaoshuang@cust.edu.cn; 闫景辉, E-mail：yjh@cust.edu.cn，Tel：0431-85583142

基金项目:
国家重点基础研究发展计划(973计划)项目 2012CB82580

国家自然科学基金青年基金 21301020

吉林省科技发展项目 20130522126JH

国家自然科学基金重点项目 51132006

吉林省科技攻关计划重大科技招标专项 20150203013YY

摘要: 以EDTA为矿化剂，采用水热法制备了GdVO₄:Dy³⁺、GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺和GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺，Tm³⁺荧光粉，研究了所制备样品的相结构、形貌、荧光性质、Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递及Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的衰减曲线。X射线衍射(XRD)确定了所合成的GdVO₄:0.03Dy³⁺、GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺样品均为四方晶系；扫描电镜(SEM)显示GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺均为棒状结构，平均长度分别约为0.458和0.491 μm；通过研究GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺的发射光谱和衰减曲线，佐证了Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递过程，并确定了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用。通过调节GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺荧光粉中Eu³⁺的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424，0.350)；调节GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，yTm³⁺荧光粉中Tm³⁺的掺杂浓度，也实现了白光输出(0.346，0.301)。

关键词:

English

Hydrothermal Synthesis and Luminescent Properties of GdVO₄:Ln³⁺ (Ln=Eu, Tm, Dy) Phosphor

1.
School of Chemical and Environmental Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China
2.
Institute of Functional Nano & Soft Materials, Soochow University, Suzhou, Jiangsu 215123, China

Corresponding author: YAO Shuang, yaoshuang@cust.edu.cn; YAN Jing-Hui, yjh@cust.edu.cn

Received Date: 22 December 2015
Revised Date: 22 June 2016
Available Online: 10 September 2016

Abstract: A series of GdVO₄:Dy³⁺, GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺ and GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺, Tm³⁺ phosphors were synthesized by the facile hydrothermal method using EDTA as mineralizer. The phase structure, morphology, photoluminescence properties, the energy transfer from Dy³⁺ to Eu³⁺ ions and the ⁴F_9/2→6_15/2^H transition of the Dy³⁺ ion in GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphors have been investigated in detail. The X-ray diffraction (XRD) patterns reveal that GdVO₄:0.03Dy³⁺, GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ phosphors have pure tetragonal crystal structure. The GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ phosphors are nanorod morphology with a mean length of about 0.458 and 0.491 μm as shown in the SEM images. By studying the decay times of GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺ phosphors, the energy transfer process from Dy³⁺ to Eu³⁺ was proved. And the mechanism of energy transfer is proved to be the dipole-dipole (d-d) interaction. By adjusting the concentration of Eu³⁺ in the GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphors, the quasi white light (0.424, 0.350) is obtained. By adjusting the concentration of Tm³⁺ in the GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, yTm³⁺ phosphors, the white light (0.346, 0.301) is obtained.

Key words:

近年来，白光LED受到人们的关注^[1-2]，白光二极管(WLED)具有高亮度、低功耗、耐久、高效和性能可靠等优越的特性使其在未来的照明领域有着潜在的应用^[3-5]，LED有可能取代现有的荧光灯成为第四代照明光源。传统的白光LED是通过蓝光LED芯片(InGaN)和黄色的YAG荧光粉组合而成的，由于缺少红光部分，得到的产品的显色指数较低(R_a＜80)，并且其色温较高(T_c＞7 000 K)，因此，利用芯片激发红、蓝、绿三基色荧光粉成为了目前研究的重点^[6-8]。

稀土钒酸盐具有良好的化学稳定性、高耐热性和高的可见光透射性等优点，作为基质材料已被广泛应用于催化、激光、高能射线闪烁体等领域^[9-10]。目前，已有一些关于钒酸盐材料研究的报道。如Tao等^[11]通过固相反应法合成了红光荧光粉CsK₂Gd[VO₄]₂:Eu³⁺。Sahoo等^[12]讨论了p型Cu_3-xVO₄半导体的光电化学性能。Agata Szczeszak等^[13]采用水热法在不同条件下(表面活性剂)制备了GdVO₄:Eu³⁺纳米粒子并研究了其结构、光谱和磁性。近紫外光激发的LED单基质白光荧光粉分为3类^[14]：单基质单掺杂白光荧光粉、单基质双掺杂白光荧光粉和单基质三掺杂白光荧光粉。通过调节单掺和双掺离子浓度在可光区要得到白光很困难，然而单基质三掺稀土离子得到的荧光粉相对较容易，比如基质Sr_1.5Ca_0.5SiO₄三掺Eu³⁺、Tb³⁺、Eu²⁺可以在N₂和H₂存在的条件下通过改变各离子浓度得到白光，但在还原性气体N₂和H₂存在时二价和三价铕的浓度很难控制，因此如何在空气存在条件下合成颜色可调的白光荧光粉是当前应用于LED所用荧光粉领域所关注的焦点。基质GdVO₄单掺Tm³⁺、Dy³⁺、Eu³⁺ 3种稀土分别发射蓝、绿和红光，因此本文研究了以GdVO₄作为基质在空气存在的条件下共掺杂Tm³⁺、Dy³⁺、Eu³⁺的荧光粉的合成、能量传递，并实现了白光输出。

1 实验部分

以EDTA作为表面活性剂通过简单的水热法合成了GdVO₄:nDy³⁺(n=0.005，0.01，0.03，0.05，0.07)、GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺(x=0.01, 0.04, 0.07，0.10，0.13) 和GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，yTm(y=0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.9) 粉末样品。将Gd₂O₃(99.99%)、Sm₂O₃(99.99%)和Eu₂O₃(99.99%)在加热条件下用浓硝酸溶解，然后除去多余酸, 加水稀释到一定浓度, 从而获得Gd(NO₃)₃、Sm(NO₃)₃和Eu(NO₃)₃水溶液备用。称量适量的EDTA溶于5 mL浓度为1:1的氨水中，将配好的一定物质量的Gd(NO₃)₃溶液逐滴加入到5 mL溶有EDTA的氨水中，并在恒温磁力搅拌器上强烈搅拌使其形成透明溶液。称量适量的NH₄VO₃粉末和NaOH颗粒溶于10 mL去离子水中。在室温下将该含V源的溶液在搅拌中逐滴加入到含Gd的溶液中。强烈搅拌一段时间后将白色的混合物转移到20 mL的内衬为聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，并在180 ℃下恒温保持48 h。待反应完成后，静温。置24 h，使体系冷却至室对产物悬浮液进行离心分离，用无水乙醇和去离子水对产物沉淀洗涤数次，然后在80 ℃下干燥6 h，得到白色粉末状产物。

采用日本D/max-IIB型X射线衍射仪(以Cu Kα₁为辐射源，λ=0.154 06 nm)对样品进行物相分析，其工作电压和电流分别为20 kV和20 mA，扫描速度为(2θ) 4°·min^-1，步长为0.02°，扫描范围为10°~80°。采用日本的Hitachi F-7000荧光光谱仪测量荧光粉的激发光谱，发射光谱以及荧光寿命，扫描速度为1 200 nm·min^-1，激发光源为150 W氙灯，光电倍增管高压400 V。采用Philips XL-30型扫描电子显微镜(SEM)对荧光粉的粒子形貌和尺寸进行表征。所有的测试过程都是在室温条件下进行的。

2 结果与讨论

2.1 样品的XRD结果分析

图 1为采用水热法合成的GdVO₄:0.03Dy³⁺、GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺样品的XRD。从图中可以看出各样品的衍射峰与PDF标准卡片17-0260基本匹配，无其它杂峰，属于四方晶系，空间群为I4₁/a，a=b=7.213 nm，c=6.348 nm。Dy³⁺、Eu³⁺、Tm³⁺的离子半径分别为0.091 2、0.094 7和0.088 nm，与Gd³⁺(0.093 8 nm)的离子半径接近，所以Dy³⁺、Eu³⁺、Tm³⁺能够在不引起任何晶格改变的条件下很容易的取代GdVO₄晶格中的Gd₃₊离子。

图 1 GdVO₄:0.03Dy³⁺、GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺样品的XRD图 Figure 1. X-ray diffraction patterns of phosphors GdVO₄:0.03Dy³⁺, GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ and GdVO₄: 0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺

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2.2 样品形貌表征

图 2所示为水热法合成的GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺ (a，b)和GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺(c，d)样品的扫描电镜图(SEM)。从扫描电镜图中可以看到这些样品均呈纳米棒形状，纳米棒的长短不均一，平均长度分别为0.458和0.491 μm。从图中可以观察到少量的团聚现象。

图 2 GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ (a, b)和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ (c, d)样品不同放大倍数的SEM图 Figure 2. SEM micrographs of GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺phosphor (a, b) and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ phosphor (c, d) with different magnifications

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2.3 样品的荧光光谱分析

2.3.2 GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺荧光粉的发光性能分析

图 6a为在283 nm紫外光激发下不同Eu³⁺浓度的GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺样品发射光谱图。随着Eu³⁺浓度从0增加到0.13%，GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺样品中Dy³⁺的发射峰强度逐渐降低而Eu³⁺的峰逐渐增强，这表明Dy³⁺能够传递能量给Eu³⁺。图 6b所示为样品GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺掺杂不同浓度Eu³⁺时Dy³⁺和Eu³⁺的发射强度，进一步说明了图 4a的结论，即GdVO₄作为基质，Dy³⁺、Eu³⁺共掺时存在Dy³⁺→Eu³⁺的能量传递。

图 6 (a) GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺不同Eu³⁺浓度的发射光谱图，激发波长为283 nm；(b) GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺掺杂不同Eu³⁺浓度时Dy³⁺和Eu³⁺的发射强度 Figure 6. (a) PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphor with different Eu³⁺ concentrations under the excitation at 283 nm; (b) Eu³⁺ concentration dependence of the emission intensities of Dy³⁺ and Eu³⁺ for GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphors

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为了研究GdVO₄基质中Dy³⁺→Eu³⁺的能量传递的过程，讨论了GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺(x=0，0.01，0.04，0.07，0.10，0.13) 中Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的衰减曲线。如图 7所示，随着Eu³⁺浓度增加，衰减曲线迅速下降，这是由于Dy³⁺→Eu³⁺之间具有能量传递。为了计算GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺样品中Dy³⁺的寿命，其衰减曲线通过二指数拟合得到下列公式：

图 7 样品GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) 中Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的衰减曲线 Figure 7. Photoluminescence decay curves of the ⁴F_9/2→⁶H_15/2transition of the Dy³⁺ ion in GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) phosphors

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其中τ₁和τ₂为时间常数，A₁和A₂为常数，平均荧光寿命可以由下列公式计算：

根据公式(2)可以计算出Dy³⁺的平均寿命，当x分别为0、0.01、0.04、0.07、0.10和0.13时，GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺样品的荧光寿命分别为0.448、0.393、0.386、0.373、0.366和0.324 ms。

能量传递效率η_T可以通过以下公式计算：

其中η_T为能量传递效率，I_S和I_S₀为存在和不存在受体离子时给体的发光强度。如图 8所示，能量传递效率单调增加且荧光寿命随着Eu³⁺浓度的增加而持续减小，GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺荧光粉当x的值分别为0.01、0.04、0.07、0.10和0.13时，可以通过公式2求得其能量传递效率分别为12%、27%、48%、55%和64%。

图 8 样品GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) 中Dy³⁺的寿命以及能量传递效率 Figure 8. Eu³⁺ concentration dependence of the fluorescence lifetime of Dy³⁺ and energy transfer efficiency in GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) phosphors

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据报道能量传递的机制主要有两种^[16]：多极相互作用和交换作用。其中交换作用能量传递机制的前提是敏化剂和活化剂相似。因而在GdVO₄基质中Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递过程为多极相互作用。通过Dexter能量传递公式和Reisfeld近似法能够获得下面公式^[17-19]：

其中η_S₀和η_S分别为基质GdVO₄单掺Dy³⁺和双掺Eu³⁺和Dy³⁺时的荧光量子效率，C为Eu³⁺和Dy³⁺离子的总浓度，n=6、8和10分别代表偶极-偶极相互作用，偶极-四极相互作用和四极-四极相互作用。公式(4)可以转换成下面公式：

为了证明GdVO₄基质中Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递的方式，图 9(a~c)列出了I_S₀/I_S与C^n/3(n=6，8，10) 的相关关系。从图中可以看出最佳的线性关系为当n=6时，此时R²的值相对较大为0.949 74，这表明GdVO₄基质中Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递的方式为偶极-偶极相互作用。

图 9 Dy³⁺的I_S₀/I_S与(a) C^6/3；(b) C^8/3和(c)C^10/3的关系 Figure 9. Dependence of I_S₀/I_S of Dy³⁺ on (a) C_6/3; (b) C_8/3 and (c) C_10/3

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根据激活剂离子(Dy³⁺，Eu³⁺)之间的能量传递，以及三掺稀土离子(Dy³⁺，Eu³⁺，Tm³⁺)的三基色原理可以改变其掺杂的荧光粉颜色。图 10表示了一系列GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺，Tm³⁺荧光粉的CIE坐标值。图 10a(1~6)为GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺荧光粉的CIE坐标，通过确定Dy³⁺的浓度为0.03，改变Eu³⁺的浓度从而实现了由绿光到准白光的光色变化。Tm³⁺在该基质中发蓝光，为了得到比较标准的白光，选择图 10a中的一个点(0.424，0.350)，如图 10b所示，确定Dy³⁺和Eu³⁺的浓度分别为0.03和0.07，改变Tm³⁺的浓度，从而可以获得白光，尤其是GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺(点10) 的色坐标为(0.346，0.301) 很接近白光(0.33，0.33)，由此可见GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺，Tm³⁺荧光粉在白光LED领域有着潜在的应用价值。

图 10 GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺, Tm³⁺荧光粉的CIE坐标 Figure 10. CIE chromaticity diagram of GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺, Tm³⁺ phosphors

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2.3.1 GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺样品的发光性质

图 3是分别以283和485 nm为激发和监测波长得到的GdVO₄:0.03Dy³⁺的激发和发射光谱。由图可知，在紫外光照射下以485 nm为监测波长得到的激发光谱有一个较宽的吸收带，在283 nm处的激发峰相对较高。这个较宽的吸收带是由来自于钒酸根(VO₄^3-)中电子从氧配位体(O^2-)到中心钒离子(V⁵⁺)跃迁所导致的^[15]。以283 nm为激发波长得到在485和573 nm处Dy³⁺的较强的发射波长，由此可知Dy³⁺成功的掺杂到了基质样品中。所标记的电子跃迁如表 1所示。图 4为GdVO₄基质掺杂不同浓度的Dy³⁺所得到的发射强度。如图所示，随着Dy³⁺浓度的增加，所测样品的发射强度先增加后由于浓度淬灭而减小，得到Dy³⁺的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为3%。

表 1 GdVO₄:0.03Dy³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺的电子跃迁 Table 1. Electron transition of GdVO₄:0.03Dy³⁺ and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺

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Excitation			Emission
	Wavelength / nm	Transition		Wavelength / nm	Transition
GdVO₄:0.03Dy³⁺
a	354	⁶H_15/2→⁶P_7/2	d	485	⁴F_9/2→⁶H_15/2
b	367	⁶H_15/2→⁶P_5/2	e	573	⁴F_9/2→⁶H_13/2
c	388	⁶H_15/2→⁴F_7/2
GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺
a	354	⁶H_15/2→⁴F_7/2	d	483	⁴F_9/2→⁶H_15/2
b	367	⁶H_15/2→₆P_5/2	e	538	⁵D₁→⁷F₁
c	388	⁶H_15/2→⁴F_7/2	f	573	⁴F_9/2→⁶H_13/2
g	594	⁵D₀→⁷F₁	h	620	⁵D₀→⁷F₃

图 3 GdVO₄:0.03Dy³⁺的激发和发射光谱 Figure 3. PLE and PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺

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图 4 GdVO₄基质掺杂不同Dy³⁺浓度的发射强度 Figure 4. PL intensity of phosphors vs the concentration

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图 5为样品GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.01Eu³⁺的激发和发射光谱图。以485和620 nm为监测波长所得到的激发光谱相类似，但是强度有所不同，它们都在283 nm有相对较强的激发峰。发射光谱由d：483 nm、e：538 nm、f：573 nm、g：594 nm和h：620 nm处的几个峰所构成，由此可知Dy³⁺和Eu³⁺掺杂到了基质中。所标记的电子跃迁如表 1所示。

图 5 GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺的激发和发射光谱 Figure 5. PLE and PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺ phosphor

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3 结论

采用水热法制备了GdVO₄:Dy³⁺、GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺和GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺，Tm³⁺荧光粉。SEM测试显示GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺，0.07Tm³⁺均为棒状结构，平均长度分别约为0.458和0.491 μm；通过研究GdVO₄:Dy³⁺，Eu³⁺荧光粉的发射光谱、衰减曲线以及传递效率，确定了Dy³⁺→Eu³⁺存在能量传递，并确认了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用；通过调整GdVO₄:0.03Dy³⁺，xEu³⁺荧光粉中Eu³⁺的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424，0.350)，调节GdVO₄:0.03Dy³⁺，0.07Eu³⁺，yTm³⁺荧光粉中Tm³⁺的掺杂浓度，实现了白光输出(0.346，0.301)；因此该荧光粉在白光LED领域有着潜在的应用价值。

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图 1 GdVO₄:0.03Dy³⁺、GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺样品的XRD图

Figure 1 X-ray diffraction patterns of phosphors GdVO₄:0.03Dy³⁺, GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ and GdVO₄: 0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺

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图 2 GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺ (a, b)和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ (c, d)样品不同放大倍数的SEM图

Figure 2 SEM micrographs of GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺phosphor (a, b) and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺ phosphor (c, d) with different magnifications

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图 3 GdVO₄:0.03Dy³⁺的激发和发射光谱

Figure 3 PLE and PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺

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图 4 GdVO₄基质掺杂不同Dy³⁺浓度的发射强度

Figure 4 PL intensity of phosphors vs the concentration

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图 5 GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺的激发和发射光谱

Figure 5 PLE and PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺ phosphor

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图 6 (a) GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺不同Eu³⁺浓度的发射光谱图，激发波长为283 nm；(b) GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺掺杂不同Eu³⁺浓度时Dy³⁺和Eu³⁺的发射强度

Figure 6 (a) PL spectra of GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphor with different Eu³⁺ concentrations under the excitation at 283 nm; (b) Eu³⁺ concentration dependence of the emission intensities of Dy³⁺ and Eu³⁺ for GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ phosphors

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图 7 样品GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) 中Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的衰减曲线

Figure 7 Photoluminescence decay curves of the ⁴F_9/2→⁶H_15/2transition of the Dy³⁺ ion in GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) phosphors

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图 8 样品GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) 中Dy³⁺的寿命以及能量传递效率

Figure 8 Eu³⁺ concentration dependence of the fluorescence lifetime of Dy³⁺ and energy transfer efficiency in GdVO₄:0.03Dy³⁺, xEu³⁺ (x=0, 0.01, 0.04, 0.07, 0.10, 0.13) phosphors

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图 9 Dy³⁺的I_S₀/I_S与(a) C^6/3；(b) C^8/3和(c)C^10/3的关系

Figure 9 Dependence of I_S₀/I_S of Dy³⁺ on (a) C_6/3; (b) C_8/3 and (c) C_10/3

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图 10 GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺, Tm³⁺荧光粉的CIE坐标

Figure 10 CIE chromaticity diagram of GdVO₄:Dy³⁺, Eu³⁺, Tm³⁺ phosphors

1: GdVO₄:0.03Dy³⁺; 2: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺; 3: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.04Eu³⁺; 4: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺; 5: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.10Eu³⁺; 6: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.13Eu³⁺; 7: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.01Tm³⁺; 8: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.03Tm³⁺; 9: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.05Tm³⁺; 10: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.07Tm³⁺; 11: GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.07Eu³⁺, 0.09Tm³⁺

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表 1 GdVO₄:0.03Dy³⁺和GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺的电子跃迁

Table 1. Electron transition of GdVO₄:0.03Dy³⁺ and GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺

Excitation			Emission
	Wavelength / nm	Transition		Wavelength / nm	Transition
GdVO₄:0.03Dy³⁺
a	354	⁶H_15/2→⁶P_7/2	d	485	⁴F_9/2→⁶H_15/2
b	367	⁶H_15/2→⁶P_5/2	e	573	⁴F_9/2→⁶H_13/2
c	388	⁶H_15/2→⁴F_7/2
GdVO₄:0.03Dy³⁺, 0.01Eu³⁺
a	354	⁶H_15/2→⁴F_7/2	d	483	⁴F_9/2→⁶H_15/2
b	367	⁶H_15/2→₆P_5/2	e	538	⁵D₁→⁷F₁
c	388	⁶H_15/2→⁴F_7/2	f	573	⁴F_9/2→⁶H_13/2
g	594	⁵D₀→⁷F₁	h	620	⁵D₀→⁷F₃

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142