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5 空間群為 P21，晶格常數為 a=8.4479Å，b=8.816Å，c=5.163Å，β=93.4°。當溫度高 於 650℃時，SrAl2O4會保持在六方晶系(hexagonal)的 β 相，空間群 P6322，晶格常
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半徑相近，Eu2+離子容易以取代方式存在於結構中。
圖 2-1 (a)單斜晶系與(b)六方晶系之 SrAl2O4的晶體結構，其中[AlO4]-單元以四面體 來呈現，而圓球代表 Sr2+或 Eu2+離子的位置[19]。
此外，另一鋁酸鍶Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+的發光特性亦佳，其晶體結構與SrAl2O4
之差異如圖2-2所示。Sr4Al14O25為斜方(orthorhombic)晶系，其空間群是Pnma，而 晶格參數則是a=24.791 Å，b=8.479 Å，c= 4.887 Å。在bc平面且沿著結晶b軸方向 上，AlO6八面體之間共面邊並形成AlO6八面體的牆；AlO6八面體又藉由AlO4四面 體而相連，AlO4四面體之間則彼此共用頂角。再者，Sr4Al14O25的晶格中也有兩種 鍶離子的位置，Sr1的配位數為六，而Sr2的配位數則為八(如圖2-2)[20]。
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圖 2-2 (a) SrAl2O4與(b) Sr4Al14O25之晶體結構。這兩種結構皆為垂直 c 軸之投影圖 [20]。
2-3 發光原理
光致發光材料即為：給予一激發光源，材料吸收光源的能量之後，電子會躍 遷到激發態或是較高能階，在光照停止後，電子釋放回基態或低能階時，將能量 以光的形式放射，此時材料就會發光，激發的光源可為紫外光和可見光。根據發 光的現象又分為「螢光」和「磷光」兩種，兩者的不同，最基本的說法就是：材 料照光一段時間後，當光照停止，材料會繼續發光的就為磷光，即出現所謂的餘 輝現象；若持續發光很短暫，甚至沒有發光者即為螢光。在某些定義中，會將發 光持續10-8秒以上的定為磷光，短於10-8秒的則為螢光[11]。總而言之，若激發的光 源停止照射之後而仍會持續長時間發光的就判定為磷光。鋁酸鍶蓄光材料即屬於 磷光材料，目前研究發現，若給予這類的材料維持10分鐘的光照，就能持續發光 至少5小時以上。
發光材料的化學組成可分為主體(host, H)與活化劑或稱激活劑(activator, A)兩 部分，活化劑為材料的發光中心，有時還會添加敏化劑(sensitizer, S)來提升發光性
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Element Valence Ionic radius(Å)
Sr
+2 1.18
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圖 2-4 SrAl2O4:Eu2+長餘輝的發光機制示意圖。紅色與黑色箭頭分別代表被陷阱捕 獲與脫離陷阱的過程。(CT= charge transfer state) [26]
當摻雜 Dy3+以取代方式進入晶格結構時，佔據 Sr 位置的 Dy 離子帶有正電荷 (DySr)，並具有捕捉電子的能力；在價帶附近所產生的電洞會被束縛在 Sr2+的空位 (VSr)上。Dy3+的添加可以增加鍶離子空位的數量和減少陷阱的深度[18,26]。
2-4 研究動機與目的
前述文獻[26]之實驗方法使用固相法、燃燒合成法與溶膠-凝膠法，不過以傳 統固相反應法合成之製程較為簡單、成本低，雖然得到的粉末易受原料混合不均 影響，但能使用球磨來混合起始原料，良好的混合程度可縮短擴散距離使合成溫 度降低，目前鋁酸鍶的合成仍以固相反應法為主。本研究藉由固相反應法來合成 Sr4Al14O25:Eu,Dy 與 SrAl2O4:Eu,Dy 兩種材料，這兩種材料的發光性能較佳，可謂 鋁酸鍶蓄光材料的代表材料。兩種材料的粉末將進行 X 光繞射分析，並用可見光
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穿 透 與 反 射 光 譜 儀 量 測 系 統 進 行 每 一 樣 品 的 光 強 度 測 量 ， 再 利 用 光 致 螢 光 (photoluminescence, PL)光譜儀量測其發光波段和變溫後的餘輝強度。本研究經由 探討影響鋁酸鹽材料發光強度與餘輝時間的因素，試圖找到發光效率最佳的合成 條件，並且釐清長餘輝發光機制之根本問題，期盼藉由這樣的研究可以加速鋁酸 鍶在日常生活上之應用與商品化的可能性，提昇台灣在蓄光材料的競爭能力。
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(Strontium Carbonate,SrCO3)
Panreac Quimica S.L.U 98%
氧化鋁
Panreac Quimica S.L.U 99.8%