Li 2 (Sr,Eu)SiO 4 之研究

10 20 30 40 50 60 70 80 standard：Li₂EuSiO₄ (JCPDS No.01-089-0133)

300 400 500 600 700 800

125 150 175 200 225 250 275 300

0.0

Eu²⁺: 4f-5d transition (ref. 43, 44) Host absorption

In te ns ity / a .u.

Wavelength / nm

monitored 568 nm monitored 363 nm

圖4–52 Li2(Sr,Eu)SiO4激發光譜

圖 4–52 為 Li2(Sr,Eu)SiO4的激發光譜：虛線為將偵測器固定於 Eu²⁺的最適發光波長568 nm；實線為將偵測器固定於主體最適發光波 長363 nm。依據虛線部份可以發現，在圖 4–52 的主體放射峰是因為 主體本身吸收所激發的真空紫外光後產生放射。然而，當摻雜 Eu²⁺

離子後，雖然主體放射峰仍然存在，但增加了Eu²⁺的特徵峰。若將偵 測器固定於此特徵峰時，發現所得之激發光譜(如圖 4–52 實線部份所 示)包含了兩部分：位於 175 nm 左右的吸收以及大於 225 nm 之後的 吸收。實線部分175 nm 左右的吸收峰與虛線的主體吸收峰相符，故 此部分的吸收應同為主體的吸收，至於大於225 nm 部分的吸收峰，

則依據文獻所述，應屬於Eu²⁺的4f-5d 的躍遷^[46,47]。

4.5.2 (Sr,Eu)

MgSi

O

結晶態Sr₃MgSi₂O₈之相關結構數據列於表 4-10 中。

表4-10 Sr3MgSi2O8之晶體結構數據一覽表

晶格常數 晶系

a＝5.4 Å、b＝9.6 Å、c＝8.635 Å^[48] 斜方晶系（orthorhombic crystal system）

(Sr,Eu)₃MgSi₂O₈螢光體則係利用固態法製備，以計量之反應物

46 Daud, A.; Kunimoto, T.; Yoshimatsu, R.; Ohmi, K.; Tanaka, S.; Kobayashi, H., ICSE2000 Proceedings 2000, 128.

10 20 30 40 50 60 70 80 standard：Sr₃MgSi₂O₈ (JCPDS No.00-010-0075)

300 400 500 600 700

125 150 175 200 225 250 275 300

0.0

Eu²⁺: 4f-5d transition (ref. 43, 44) Host absorption

Inte nsity / a .u.

Wanelength / nm

monitored @ 461 nm

圖4–55 (Sr,Eu)3MgSi2O8激發光譜

圖4–55 為將偵測器固定於 Eu²⁺的最大放光波長 461 nm 偵測而

(Sr,Eu)8Si4O12Cl8 螢光體則係利用固態法製備，以計量之反應物 SrCO3、SrCl2․6H2O、SiO2和 Eu2O3研磨均勻後，置入船型坩鍋中，

在 15%氫氣還原氣氛中以 850℃燒結 3 小時，即可獲得白色粉末產 物。經 XRD 圖譜比對進行 Sr8Si4O12Cl8晶相分析鑑定，其 XRD 圖譜 如圖 4–56 所示，所有繞射峰完全吻合 JCPDS 資料庫第 00-037-0616 號標準XRD 圖譜，惟高角度部分因資料庫中的標準訊號值僅到 2θ = 50∘左右，故忽略不計^[49]。

300 400 500 600 700 800

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Eu²⁺: 4f⁶

5d → 4f

In te ns ity / a .u .

Wavelength / nm

λ_ex = 172 nm

圖4–57 (Sr,Eu)8Si4O12Cl8發光光譜

以 172 nm 激發(Sr,Eu)8Si4O12Cl8所得到之發光光譜如圖 4–57 所 示。由於此螢光體在147 nm 激發下，未偵測到放射峰，故圖 4–57 僅

射的寬帶放射峰波長位於361 nm 左右。由於此為 Eu²⁺的d→f 躍遷，

而5d 軌域的電子暴露在外層，易受環境影響，因此 d→f 躍遷為寬帶 放射，且最強的放射位置會隨主體組成、結構等特性而有明顯的變化。

將偵測器固定於(Sr,Eu)₈Si₄O₁₂Cl₈的最適發光波長361 nm 所測得 激發光譜(圖 4–58)。圖中波長 183 nm 附近的吸收峰為主體之吸收峰。

在前述幾節摻雜Eu²⁺的螢光體之激發光譜中，波長200 nm-300 nm 範 圍內，皆有屬於 Eu²⁺的 4f-5d 的寬帶吸收峰，但是在圖 4–58 中未發 現，推測可能是在Sr₈Si₄O₁₂Cl₈的主體中，Eu²⁺的 4f-5d 躍遷所產生的 吸收峰與主體的吸收峰位置有所重疊，因此僅看到一個不對稱之寬帶 吸收峰。

125 150 175 200 225 250 275 300

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Eu²⁺: 4f-5d transition (ref. 43, 44) Host Absoption

In te nsity / a .u .

Wavelength / nm

monitored @ 361 nm

圖4–58 (Sr,Eu)8Si4O12Cl8激發光譜

4.5.4(Ca,Eu)

PO

Cl

圖4–59 標準與所合成 Ca2PO4ClXRD 圖譜之比較

經 XRD 繞射進行 Ca2PO4Cl 晶相分析鑑定，其 XRD 圖譜如圖 4–59 所示，其中所有繞射峰2θ 值完全符合 ICSD 資料庫第 01-072-001 號 標準XRD 圖譜^[50]。

研究發現圖4–60 中波長 452 nm 的 Eu²⁺4f⁶5d→4f⁷放射峰，由於 此放射屬於d→f 躍遷，又因 5d 軌域的電子暴露在外層，亦受到周圍 環境影響，因此產生圖4–60 中的寬帶放射。此外，由於 Eu²⁺的 d→f 躍遷易受環境影響之故，所產生的 Eu²⁺最強的激發放射波長會隨主體 組成、結構等特性而有明顯的變化。

將偵測器固定於(Ca,Eu)2PO4Cl 的最適放光波長 452 nm，測量圖

300 400 500 600 700

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Eu²⁺: 4f⁶

5d → 4f

In te ns ity / a .u .

Wavelength / nm

λ_ex = 147 nm λex = 172 nm

圖4–60 (Ca,Eu)2PO4Cl 發光光譜

125 150 175 200 225 250 275 300 0.0

0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

PO₄ (ref. 48) Eu²⁺: 4f-5d transition (ref. 43, 44) Host absorption

In te ns ity / a .u .

Wavelength / nm

monitored @ 451 nm

圖4–61 (Ca,Eu)2PO4Cl 激發光譜

圖4–61 之激發光譜。在圖 4–61 中波長 159 nm 附近的寬帶吸收峰可 標示為主體放射；波長175 nm-200 nm 範圍的寬帶吸收峰，若將其與 (Y,Gd,Eu)(V,P)O4激發光譜做比較，可發現應為 PO43-的吸收；波長大 於210 nm 的數個重疊之寬帶吸收峰，依據文獻所述，應屬於 Eu²⁺的 4f-5d 躍遷^[46,47,51]。