4.5 其他數種可被真空紫外光激發之螢光體
4.5.7 Na(Y,Eu)GeO 4 之研究
結晶態NaYGeO4之相關結構數據列於表4-15表4-10中。
10 20 30 40 50 60 70 80
sample ：NaYGeO4 standard：NaYGeO4 (JCPDS No.01-088-1177)
圖4–68 標準與所合成 NaYGeO4XRD 圖譜之比較
500 600 700 800
0.0
125 150 175 200 225 250 275 300 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Host {Y3+-O2-+GeO4} (ref. 16)
C.T. ：Eu3+-O 2-(ref. 20, 21)
In te nsity / a.u.
Wavelength / nm
monitored @ 613 nm
圖4–70 Na(Y,Eu)GeO4激發光譜
將偵測器固定於Na(Y,Eu)GeO4的最適發光波長613 nm 所偵測到 圖4–70 的激發光譜。圖中波長為 130-200 nm 附近吸收峰為主體的之 吸收峰，包含了 Y3+-O2-與 GeO4的吸收，而波長為 200-260 nm 間之 寬帶吸收峰，是由Eu3+-O2-的吸收峰所產生。
4.5.8 (Ca,Ln)
3(PO
4)
2(Ln=Tm
3+/Ce
3+)之研究
結晶態Ca3(PO4)2之相關結構數據列於表4-16表4-10中。
(Ca,Ln)3(PO4)2 (Ln=Tm3+/Ce3+)螢光體則係利用固態法製備，以計 量之反應物CaCO3、(NH4)2HPO4和CeO4/Tm2O3研磨均勻後，置入船
形鍋中，在 15%氫氣還原氣氛中以 1100℃燒結 8 小時，即可獲得白
（trigonal crystal system）
五種Ca2+格位
300 350 400 450 500 550 600
125 150 175 200 225 250 275 300
monitored @ 451 nm
圖4–73 (Ca,Tm)3(PO4)2激發光譜
300 400 500 600
0.0
圖4–74 為(Ca,Ce)3(PO4)2的發光光譜，激發波長為147 nm 與 172 nm。由圖可以看到波長 351 nm 附近有一寬帶不對稱放射峰，造成左 右不對稱的原因是因為此放射峰係由 Ce3+的 2T2g(5d)→2F7/2(4f)與
2T2g(5d)→2F5/2等兩個放射峰所組成[60,61]。由於此放射為4f5d 的躍遷，
因此十分容易受到周圍環境的影響而產生不同波長之放射。
圖4–75為(Ca,Ce)3(PO4)2的激發光譜，為偵測器固定於351 nm所測 量。根據文獻報導，圖中波長135 nm-165 nm與185 nm-260 nm範圍的
125 150 175 200 225 250 275 300
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
CTS of Ce
3+(ref. 60)
Ce
3+: f-d excitation (ref. 59) Host : PO
43-(ref. 48)
In te ns ity / a .u .
Wavelength / nm
monitored @ 351 nm
圖4–75 (Ca,Ce)3(PO4)2激發光譜
60 Liang, H.; Shi, J.; Su, Q.; Zhang, S.; Tao, Y., Mater. chem. phys. 2005, 92, 180.
61 García-Hipólito, M.; Guzmán-Mendoza, J.; Martínez, E.; Alvarez-Fregoso, O.; Falcony, C., phys.
stat. sol. (a) 2004, 201, 1510.
吸收帶分別為Ce3+的charge transfer band(CTB)與4f5d的吸收；波長175
（cubic crystal system）
二種Mg2+格位 standard：Mg2SnO4 (JCPDS No.00-024-0723)
圖4–76 標準與所合成(Mg,Mn)2SnO4XRD 圖譜之比較
62 Zeng, Q.; Liang, H.; Zhang, G.; Birowosuto, M. D.; Tian, Z.; Lin, H.; Fu, Y.; Dorenbos, P.; Su, Q., J.
Phys.: Condens. Matter 2006, 18, 9549.
63 Yang, H.; Li, C.; Hea, H.; Zhangc, G.; Zic, Z.; Su, Q., J. lumin. 2007, 124, 235.
(Mg,Mn)2SnO4 螢光體則係利用固態法製備，以計量之反應物 MgO、SnO2和 MnO 研磨均勻後，置入氧化鋁坩鍋中，在石墨還原氣 氛中以 1300℃燒結 8 小時，即可獲得白色粉末產物。藉由 XRD 對 (Mg,Mn)2SnO4進行晶相分析鑑定，其 XRD 圖譜如圖 4–76 所示，所 有繞射峰完全吻合JCPDS 資料庫第 00-024-0723 號標準 XRD 圖譜[64]。
圖4–77 為(Mg,Mn)2SnO4之放射光譜。圖中波長 497 nm 左右的 寬帶放射峰為 Mn2+的 4T1(4G)→6A1(6S)放射。由於 Mn2+的 4T1(4G)→
6A1(6S)放射是屬於 d-d 電子躍遷，為 Laporte 選擇律所禁制，因此 Mn2+
需要藉由主體先行吸收能量後再傳遞至Mn2+而放光[28]。
300 400 500 600 700
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Mn2+ : 4T1(4G)→6A1(6S)
Int ensi ty / a. u.
Wavelength / nm
λex = 147 nm λex = 172 nm
圖4–77 (Mg,Mn)2SnO4發光光譜
125 150 175 200 225 250 275 300 0.0
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Host Absoption
Mn's excitation band (ref. 30)
Mn's CT (ref. 25)
In te ns ity / a .u .
Wavelength / nm
monitored @ 497 nm
圖4–78 (Mg,Mn)2SnO4激發光譜
圖4–78 為(Mg,Mn)2SnO4的激發光譜：當偵測器固定於 Mn2+的最 適放光波長497 nm 時。圖中波長 200 nm 左右以及大於 200 nm 範圍 的吸收峰，可分別標示為Mn2+的吸收峰與O2-的 2p 軌與 Mn 的 3d 軌 域間的能量轉移(CT)[29,34]。至於位於圖譜左側波長約為 160 nm 左右 的寬帶吸收峰應為主體之吸收。
上述數節探討九種不同螢光體共十種色光，依據其最佳放光波長 由短到長列出其最佳放光波長、最佳激發波長、放光光色與CIE 座標 值整理於表4-18。圖圖4–79為十種色光於CIE 座標圖上的分佈情形。
表4-18 本節探討之九種螢光體化學組成及發光特性一覽表 螢光體組成 最佳放射波長
nm CIE 座標值 色光 備註
(Ca,Ce)3(PO4)2 351 (0.1664, 0.0482) 藍紫 亮度不佳 (Sr,Eu)8Si4O12Cl8 361 (0.1816, 0.1244) 藍紫 亮度不佳 (Ca,Eu)2PO4Cl 451 (0.1482, 0.0422) 藍 亮度不佳 (Ca,Tm)3(PO4)2 451 (0.1463, 0.0613) 藍 亮度不佳 (Sr,Eu)3MgSi2O8 461 (0.1428, 0.0532) 藍 已被發表 (Mg,Mn)2SnO4 497 (0.0780, 0.5327) 綠 亮度不佳 KCa(Gd,Tb)(PO4)2 543 (0.2878, 0.5595) 黃綠 已被發表 Li2(Sr,Eu)SiO4 568 (0.4271, 0.4633) 黃 色純度不佳 Ca4(Gd,Eu)O(BO3)3 610 (0.6176, 0.3520) 橘紅 亮度不佳
Na(Y,Eu)GeO4 613 (0.6196, 0.3784) 紅 已被發表
圖4–79 九種螢光體 CIE 座標值分佈圖