硼掺杂对Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

采用氨热法,以金属Ca、Eu、非晶Si以及硼烷氨为原料,液氨为介质均与混合,经1230℃保温5h合成h-BN包覆的Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)红色荧光粉。X射线衍射(XRD)测试结果表明:是否掺杂硼并没有改变Ca_2Si_5N_8晶体结构,但掺杂硼的产物除存在Ca_2Si_5N_8主相外,还包含BN相;透射电子显微镜(TEM)分析结果得到:BN相呈透明状包覆在Ca_2Si_5N_8外表面,并与Ca_2Si_5N_8相呈共格相界;荧光光谱(PL)测试结果表明:硼掺杂Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的发光强度提高了约1.1倍,发射光谱红移20nm,其激发峰在465nm,发射峰位于590nm,硼掺杂有助于提高Ca_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉的发光性能。     

Ca_(1-3x/2)A1_2Si_2O_8:xEu~(3+)荧光粉的发光和光温传感特性

为了探究稀土离子掺杂铝硅酸盐的光温特性,本文采用燃烧合成法制备了系列荧光粉材料Ca_(1-3x/2)Al_2Si_2O_8:xEu~(3+)。X射线衍射结果表明掺杂Eu~(3+)离子不会改变基质CaAl_2Si_2O_8的晶体结构。荧光光谱结果表明该荧光粉在近紫外光区域具有较强吸收,当被波长为393 nm的近紫外光激发后,其最大特征发射峰为611 nm,且Eu~(3+)离子的最佳掺杂浓度为0.05。利用上升时间测温法研究了 CaAl_2Si_2O_8:Eu~(3+)荧光粉的光温传感特性,结果表明:随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加,上升时间单调递减,但当掺杂掺杂超过0.100时就会发生淬灭。Ca_(0.985)Al_2Si_2O_8:0.01Eu~(3+)的相对灵敏度随温度的升高先增大后减小,并在520 K时达到最大值(0.024 K~(-1))。上述研究表明该荧光粉具备优异的温度传感性能,在测温领域具有广泛的应用前景。     

LED用红色荧光粉Ca1.9(Si0.8 P0.2)O4:Eu3+的制备及发光性能

采用高温固相法制备了Ca_(1.9)(Si_(0.8)P_(0.2))O_4:Re(Re=Eu~(2+),Eu~(3+))系列发光材料,并对光致发光性能的影响因素进行了探究,主要包括煅烧温度、煅烧时间、稀土离子掺杂浓度等。经表征分析可知,制备Ca_(1.9)(Si_(0.8)P_(0.2))O_4:Eu~(2+)样品工艺条件确定为:煅烧温度、时间及掺杂Eu~(2+)浓度分别为1 275℃、4 h及4%。此样品最强激发波长为374 nm,最强发射波长为500 nm。色坐标结果显示样品发光处于绿光区域。制备Ca_(1.9)(Si_(0.8)P_(0.2))O_4:Eu~(3+)样品工艺条件确定为:煅烧温度、时间及掺杂Eu~(3+)浓度分别为1 300℃、4 h及6%。此样品最强激发波为394 nm,最强发射波长为589 nm。色坐标结果显示样品发光处于红光区域。     

白光荧光粉Ba_(1.3)Ca_(0.7-y-z)(Al_xSi_(1-x))O_4:yEu~(2+),zMn~(2+)发光性能研究

采用高温固相反应在还原气氛中合成Ba_(1.3)Ca_(0.7-y-z)(Al_xSi_(1-x))O_4:yEu~(2+),zMn~(2+)白光荧光粉.研究硅铝摩尔比变化对荧光粉晶体结构和光谱性能的影响.XRD结果表明:改变硅铝摩尔比对荧光粉晶体结构基本无影响,晶相结构为Ba_(1.3)Ca_(0.7)SiO_4;荧光光谱显示在277 nm紫外光激发下,Eu~(2+),Mn~(2+)共掺杂的荧光粉的发射光谱覆盖425~550 nm蓝绿光波带和550~650 nm橙红光波带,最大发射峰位于454、593 nm,这两个发射宽带组合形成白光.     

Na_(1.3)Ca_(0.4-x)Sr_xPO_4:0.3Eu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性质

为提高磷酸钠钙红色荧光粉的发光强度,采用高温固相法制备了Na_(1.3)Ca_(0.4-x)Sr_xPO_4:0.3Eu~(3+)系列荧光粉,通过X-射线衍射仪(XRD)和荧光分光光度计分析该系列样品的物相结构、发光性能以及最佳掺杂浓度。XRD结果表明,Sr~(2+)取代Ca~(2+)占据中心格位,晶相有逐渐由NaCaPO_4向NaSrPO_4转变的趋势,结晶性能良好。荧光光谱分析表明,随着Sr~(2+)掺杂浓度的提高,在近紫外光区的395 nm和蓝色光区的465 nm处的激发峰强度均显著增强。由于掺杂离子之间电负性和离子半径的差异,导致电子云效应的形成和晶体场强度的降低,增大了~5D_0→~7F_2跃迁发射的能量,使得在618 nm处的发射峰强度明显提高,而且其峰位逐渐向短波长方向移动。当Sr~(2+)完全取代Ca~(2+)后,荧光粉发射强度提高了21%,表明Na_(1.3)Ca_(0.4-x)Sr_xPO_4:0.3Eu~(3+)是一种有望应用于白光发光二极管的红色荧光粉。     

添加S及掺杂Dy~(3+)对SrS:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法,以糊精为还原剂,在温度为1 150℃、N2-H2(10∶1)的还原气氛中合成了S、Dy~(3+)掺杂的SrS:Eu~(2+)红色荧光粉材料。采用X射线衍射分析(XRD)、荧光分光光度计等对其物相与光学性能进行表征。结果表明,样品在蓝光(波长498nm)激发下,添加的S的质量分数为2%时,SrS:Eu~(2+)荧光粉发出的红光强度最强;Dy~(3+)的掺杂摩尔分数为1%时,试样发出的红光最强。其激发光谱是400~600nm的宽带激发光谱。     

Eu~(3+)、Dy~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2的制备和上转换发光性能的研究

利用水热法制备Eu~(3+)、Dy~(3+)双掺的NaY(WO_4)_2上转换荧光粉,通过XRD、SEM、FL对其进行表征.讨论不同水合温度、pH值和Dy~(3+)掺杂浓度以及聚乙烯吡咯烷酮的加入量对NaY(WO_4)_2:Eu~(3+)发光性能、晶体结构和形貌的影响,得到最佳发光性能的合成条件:水合温度180℃,pH为8,Eu~(3+)的掺杂浓度为0. 8%(摩尔分数),Dy~(3+)掺杂浓度为0. 2%(摩尔分数),聚乙烯吡咯烷酮加入比例为1∶1(摩尔比).通过793 nm光激发NaY(WO_4)_2:Eu~(3+),Dy~(3+)上转换荧光粉,观察到596 nm橙光发射峰、619 nm红光发射峰分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1、~5D_0→~7F_2电偶极跃迁,并研究Eu~(3+)-Dy~(3+)之间的能量传递过程.     

Tb~(3+),Eu~(3+)双掺单基质K_3La(PO_4)_2颜色可调荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法合成了一系列Tb~(3+),Eu~(3+)掺杂的K3La(PO4)2荧光粉.通过X射线衍射,激发发射光谱以及荧光衰减曲线对样品进行了表征.结果表明,随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,K3La(PO4)2:Tb~(3+)荧光粉呈现蓝光至绿光.在K3La(PO4)2:Tb~(3+)荧光粉中加入Eu~(3+)后,存在着Tb~(3+)对Eu~(3+)离子的电偶极-电偶极相互作用的能量转移过程.当Eu~(3+)的掺杂量为9%时,能量转移效率高达85.89%.随着Eu~(3+)的加入,CIE坐标显示荧光粉的发射光颜色呈现绿色→黄色→橙色的渐变.因此K3La(PO4)2:RE3+(RE=Tb,Eu)可实现单相荧光粉的多色发射.     

Li~+对Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉发光性能的影响

通过水热法,按照不同的Gd~(3+)、Eu~(3+)浓度配比制备Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉,在800°C热处理后,通过荧光光谱测试发现Gd~(3+)与Eu~(3+)浓度比为20∶1时候发光性能最优。在此基础上,研究了掺杂Li~+离子对Gd_2O_3:Eu~(3+)的结晶性能、晶粒形貌和发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发射光谱等手段表征材料性能。XRD测试结果表明:所得产物是立方晶系,扫描电镜分析产物主要有长片状和短片状两种形貌,短片状形貌Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉的荧光强度更高。Li~+的掺入能提高Gd_2O_3:Eu~(3+)量子效率、增强Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光强度、缩短荧光衰减时间。     

Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+)荧光粉的制备及其荧光性能

采用水热法制备复合基质Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+)荧光粉,以提升红色荧光粉的发光强度和量子效率。研究不同x值对Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+)荧光粉形貌、发光性能与物相结构的影响,并在最佳的x取值下进行K~+离子掺杂制备出不同K~+离子掺杂量的Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+):K~+荧光粉。采用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和荧光光谱仪等对样品进行表征。结果表明:当x为0.6时,Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+)荧光粉的发光性能最好,发光强度与YBO_3:Eu~(3+)和GdBO_3:Eu~(3+)荧光粉相比分别提高了39.47%和75.77%,量子效率与YBO_3:Eu~(3+)和GdBO_3:Eu~(3+)荧光粉相比分别提高了60.53%和93.11%;当K~+的掺杂量为1%时,Y_(0.6)Gd_(0.4)BO_3:Eu~(3+):K~+荧光粉的发光性能最好,掺杂后发光强度提高了55.73%,量子效率提高了49.83%。该研究表明适量的K~+离子的掺入可以改善Y_xGd_(1-x)BO_3:Eu~(3+)荧光粉的光致发光性能。     

Eu在钙硼硅玻璃中的发光性能

通过高温熔融法制备了Eu_2O_3掺杂的CaO-B_2O_3-SiO_2(CBS)发光玻璃材料,并在制备过程中采用还原气氛和还原剂原位制备得到了Eu~(2+)/Eu~(3+)共掺杂的CBS发光玻璃,使用荧光分光光度计对发光玻璃的发光特性和荧光寿命进行了研究.荧光测试表明,Eu2O3掺杂的CBS发光玻璃样品在激发下出现Eu~(3+)的特征发射峰,其荧光强度和荧光衰减寿命均随掺杂摩尔分数的增加出现先增大后减小的变化,其荧光猝灭浓度约在0.8mol%附近,此时的荧光寿命约为2.05ms.在还原气氛下(活性炭)加入还原剂(酒石酸钠)原位还原得到的Eu~(2+)/Eu~(3+)共掺杂的CBS发光玻璃中Eu~(3+)的发射峰强度明显降低(394nm激发),而在400nm附近处出现了归属于Eu~(2+)的宽谱带发射峰(347nm激发).分析表明,随着还原气氛以及还原剂用量的变化,发射峰的强度和位置也发生相应变化.     

Mn~(2+)离子在NaTaOGeO_4和Na_4Ca_3(AlO_2)_(10)基质中的发光特性

采用高温固相法制备了掺杂Mn~(2+)离子的NaTaOGeO_4和Na_4Ca_3(AlO_2)_(10)荧光粉,并比较了Mn~(2+)离子在两种基质中的发光特性.研究表明:在248nm处的Mn~(2+)→O~(2-)电荷迁移跃迁的激发下,NaTaOGeO_4:Mn~(2+)荧光粉在576nm处有较强的属于Mn~(2+)离子的~(4 )T_1→~(6 )A_1能级跃迁的发射峰,其能量来源于基质的能量传递;而Na_4Ca_3(AlO_2)_(10):Mn~(2+)荧光粉,在540nm处有Mn~(2+)离子的~(4 )T_1→~(6 )A_1能级跃迁,由于该处无辐射能级跃迁的作用非常弱,导致Mn~(2+)离子的发光强度很弱.     

红色荧光粉Ca_(0.70)Sr_(0.18)MoO_4:Eu_(0.08)~(3+)的水热合成研究

采用水热合成法制备红色荧光粉Ca_(0.70)Sr_(0.18)MoO_4:Eu_(0.08)~(3+).采用XRD、荧光分光光度计、SEM对其物相、发光性能以及形貌进行测试和表征.结果表明:荧光粉为CaMoO_4物相结构.荧光粉粒径小且粒度分布均匀.pH=7、180℃水热反应12 h,800℃煅烧2 h条件下制备的荧光材料Ca_(0.70)Sr_(0.18)MoO_4:Eu_(0.08)~(3+),位于616 nm处(纯红色)的发光强度最大.Ca_(0.70)Sr_(0.18)MoO_4:Eu_(0.08)~(3+)色坐标比商用的Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光材料更接近于标准红色色坐标.     

LED用KBaY(BO_3)_2:Sm~(3+)荧光粉的发光性能研究

采用固相法制备了KBaY(BO_3)_2:Sm~(3+)荧光粉,通过X射线衍射仪(XRD)及荧光分光光度计对其进行测试表征.结果表明,所制备的样品为纯净物相,Sm~(3+)进入到晶格中倾向于占据Y3+位点.在近紫外光(404nm)激发下,主要的发射峰位于573nm、610nm、657nm处.Sm~(3+)的最佳掺杂浓度为0.04,离子间进行能量传递的主要方式是多极相互作用中的偶极-偶极相互作用.最佳掺杂浓度下,荧光粉相关色温为2 765.07K,处于最佳色温区域,弥补了传统黄光荧光粉色温高的不足.     

球状YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2复合结构材料的喷雾干燥法制备及其发光性能

为实现球状YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2复合结构材料的大规模生产,采用喷雾干燥法合成了YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2复合结构材料。通过能谱分析(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜仪(FE-SEM)对其组成、结构和形貌进行表征与分析。结果表明:YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2材料为非晶SiO_2与四方锆石结构YVO_4:Eu~(3+)颗粒的复合结构,粒径分布在1～7μm之间,球状形貌颗粒,且其外壳有一层致密的包覆膜;球状YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2复合结构材料在紫外光激发下表现出较为优异的三价铕离子典型的发射光谱,其主要支配峰位于612 nm处,呈现为红光的特征波长。本文所用喷雾干燥法可高效制备得到球状YVO_4:Eu~(3+)/SiO_2复合结构材料,对实现球状荧光粉的工业化生产起到了促进作用。     

Gd_xY_((2-x))O_3:Eu~(3+)荧光粉的制备及其荧光性能

为了提高红色荧光粉的发光强度和量子效率,采用水热法制备复合基质Gd_xY_((2-x))O_3:Eu~(3+)荧光粉。首先对制备出的Y_2O_3:Eu~(3+)和Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉进行发光强度分析,得到稀土基质离子和Eu~(3+)的最佳掺杂比例;在此基础上制备Gd_xY_((2-x))O_3:Eu~(3+)荧光粉,研究不同的x值对Gd_xY_((2-x))O_3:Eu~(3+)荧光粉的晶体结构、表面形貌、发光强度及量子效率的影响。采用X射线衍射仪、场发射扫描电镜和荧光光谱仪等对样品进行表征。结果表明:选用稀土基质离子和Eu~(3+)的最佳掺杂比例为25∶1时制备的复合基质Gd_xY_((2-x))O_3:Eu~(3+)荧光粉,在x为0.5时,该荧光粉的发光强度和量子效率均达到最大值。与Y_2O_3:Eu~(3+)荧光粉对比,发光强度提高57.22%,量子效率提高90.20%;与Gd_2O_3:Eu~(3+)荧光粉对比,发光强度提高21.29%,量子效率提高46.93%。     

白光LED用全色荧光粉Ba_(1.3)Ca_(0.65-x)SiO_4:0.02Eu~(2+),0.03Mn~(2+),xGd~(3+)的研究

采用高温固相法制备不同含量Gd3+敏化的白光荧光粉Ba1.3Ca0.65-xSiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,xGd3+(x=0~6%).XRD结果表明:合成的荧光粉是六方晶系Ba1.3Ca0.7SiO4结构.荧光光谱测试表明:荧光粉在近紫外光275~410 nm具有较强吸收;且发射光谱由蓝绿光波带(425~560 nm)和橙红光波带(560~650 nm)组成.Gd3+的掺杂能够明显提高其发射强度,其中较佳Gd3+掺杂量为2%.Ba1.3Ca0.63SiO4:0.02Eu2+,0.03Mn2+,0.02Gd3+荧光粉的色坐标CIE为(0.343 1,0.331 8),色温Tc=5 010 K,显色指数Ra=81.7,是一种适合于近紫外光芯片InGaN激发的WLED用全色荧光粉.     

Ce~(3+),Tb~(3+),Yb~(3+)三掺杂CaAl_2Si_2O_8下转换荧光粉的制备及其发光性能

硅基太阳能电池作为目前技术最成熟、使用最广泛的光伏器件,其光电转换效率较低主要是由于太阳光谱与硅的最大吸收光谱不匹配造成的。为了解决这个问题并提升Yb~(3+)的近红外光发射强度,采用高温固相法制备了CaAl2Si2O8:Ce~(3+),Tb~(3+),Yb~(3+)系列荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)分析仪和荧光光谱仪分析了该荧光粉样品的晶体结构、最佳掺杂浓度及发光性能。XRD分析结果表明掺杂离子Ce~(3+),Tb~(3+),Yb~(3+)均占据Ca2+格位,并且掺杂少量的稀土离子不会改变基质CaAl2Si2O8(CASO)的晶体结构。荧光光谱分析表明由于在三掺杂荧光粉CaAl2Si2O8:Ce~(3+),Tb~(3+),Yb~(3+)中存在着Ce~(3+)→Tb~(3+)→Yb~(3+)的合作能量传递过程,因此在近紫外光的激发下,相对于其它荧光粉,该三掺杂荧光粉中Yb~(3+)的近红外光发射强度得到明显增强,并且最佳掺杂浓度的荧光粉化学式为Ca0.655Al2Si2O8:0.07Ce~(3+),0.10Tb~(3+),0.06Yb~(3+)。该三掺杂荧光粉可以将硅基太阳能电池吸收较弱的紫外光转换为吸收较强的近红外光,从而实现光谱修饰,最终达到提高其光电转换效率的目的。     

Eu~(3+)掺杂ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5微晶玻璃结构与发光性能

采用熔融退火技术制备了ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5:Eu~(3+)荧光玻璃,采用不同的处理制度对荧光玻璃进行热处理,制备了ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5:Eu~(3+)微晶玻璃。利用差热分析、X射线衍射(XRD)分析、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱等手段分析了微晶玻璃的晶相组成、显微结构以及热处理工艺对荧光性能的影响。结果表明,Eu~(3+)掺杂ZnO-Sb_2O_3-P_2O_5微晶玻璃,其激发光谱主要分布在350～550 nm,激发峰位于364、384、395、466、530 nm,主激发峰位于395 nm处;在395 nm激发下,发出红光,观测到其5个发射峰分别位于在578 nm (~5D_0→~7F_0)、592 nm (~5D_0→~7F_1)、614 nm (~5D_0→~7F_2)、654 nm (~5D_0→~7F_3)和702 nm (~5D_0→~7F_4);在所研究范围内,随着热处理温度的升高,Eu~(3+)在微晶玻璃样品中的发射峰强度先增大后减小,但均大于未热处理的微晶玻璃;在510℃下处理2 h制得的微晶玻璃发射强度最高。     

Li、Al、Mg掺杂对LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2正极材料晶格结构和电化学性能的影响

采用共沉淀高温固相反应法合成锂离子电池正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_2(811),通过掺入Li、Mg和Al元素,并采用SEM、XRD、电化学测试,研究掺杂对材料晶体结构和电化学性能影响规律.实验结果表明:共沉淀过程中三价金属离子(Mn~(3+)、Al~(3+))出现会促使少量α-Ni(OH)2形成,而Li~+、Mg~(2+)和Al~(3+)均溶入晶格无杂相析出.高温融锂反应中,三种掺杂元素显著削弱Ni~(2+)出现数量,抑制Ni~(2+)混排进入Li~+格位,大幅提升811基体可逆容量;Mg~(2+)、Al~(3+)掺杂进一步增强基体晶格稳定性,改善其循环性能;Li~+-Al~(3+)共掺杂使之达到最佳:首次充电效率ICE超过90%,0.2C倍率下50次循环容量达195.8 m Ah/g、容量保持率为96.2%.