二氧化錫摻雜錳（SnO2：Mn（superscript 2+））之螢光粉合成及其特性研究

李燕如 ； 王柏彬 ； 楊文都

《工程科技與教育學刊》 8卷4期 (2012/02) Pp. 547-558

https://doi.org/10.6451/JETE.201202.0002

摘要

本研究利用溶膠凝膠法製備出了二氧化錫摻雜錳之螢光粉，使用了X 光粉末繞射儀（XRD）與掃描式電子顯微鏡（SEM）以及螢光光譜儀（PL）對二氧化錫摻雜錳之螢光粉的結晶結構、顯微組織、光譜特性進行分析，並探討鍛燒溫度與錳含量對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的影響以及二氧化錫摻雜錳之螢光粉能量傳遞機制。在X光粉末繞射儀的分析中，將二氧化錫摻雜錳之螢光粉的X光繞射數據透過X光繞射比對軟體進行比對，證實了二氧化錫摻雜錳之螢光粉的結晶結構為體心正方晶系的金紅石結構，空間群為P42／mnm｛136｝，且晶格參數分別為a=b=4.738Å ， c=3.187Å ， c／a=0.673 ，Volume=71.6Å^3 ， Density =7.02g／cm^3。在掃描式電子顯微鏡的分析中可以觀察到二氧化錫摻雜錳之螢光粉的晶粒大小約為25nm，且晶粒形貌呈不規則的球形。在螢光光譜儀的分析中可了解二氧化錫摻雜錳之螢光粉的光譜特性，在激發光譜中指出激發波長主要由位於518.6nm附近的寬頻峰所構成，且符合6A 1（6S）→4T 2（4G）的能階躍遷，而在放射光譜中指出放射波長主要由位於676.6nm附近的寬頻峰所構成，且符合 4T 1（4G）→ 6A 1（6S）的能階躍遷。在鍛燒溫度對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的分析中指出二氧化錫摻雜錳之螢光粉的放射強度會隨鍛燒溫度的增加而先增強後減弱，溫度為800℃時，二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度達到最大值。在錳含量對二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度的分析中指出二氧化錫摻雜錳之螢光粉的放射強度也會隨摻雜錳含量的增加而先增強後減弱，當錳含量的莫耳數為0.007mole時，二氧化錫摻雜錳之螢光粉放射強度達到最大值。在二氧化錫摻雜錳之螢光粉的能量傳遞機制分析中，使用Dexter能量共振理論得知錳離子之間能量傳遞機制為電偶極與電偶極之間的交互作用所造成。

關鍵字

二氧化錫摻雜錳之螢光粉 ； 體心正方晶系的金紅石結構 ； 6A1（6S）→4T2（4G） ； 4T1（4G）→6A1（6S） ； 能量傳遞機制 ； Dexter能量共振理論