Zn²⁺掺杂诱导Eu³⁺激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

来源期刊：无机材料学报2017年第8期

论文作者：陈凡丽 李永进 张相周 徐祖元 胡锐 邱建备 杨正文 宋志国

文章页码：877 - 883

关键词：BiOCl;Eu3+离子;Zn2+掺杂;层状半导体;

摘    要：采用固相法在500℃下成功制备Zn²⁺掺杂BiOCl:Eu³⁺层状半导体,并研究了Zn²⁺（0²0mol%）掺杂对Eu³⁺激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、激发–发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现,随Zn²⁺掺杂浓度增大,BiOCl晶体结构不变,Eu³⁺荧光寿命延长,但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断:当Zn²⁺掺杂浓度≤10mol%,Zn²⁺在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主;当Zn²⁺掺杂浓度>10mol%后,掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu³⁺荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律,并对Eu³⁺掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。