WO_4~(2-)对红色荧光粉Na_2CaSiO_4∶Eu~(3+)发光性能的影响研究

研究采用高温固相法合成Eu~(3+),WO_4~(2-)共掺杂Na_2CaSiO_4系列红色荧光粉。通过X射线粉末衍射和荧光分析,研究荧光粉的结构和发光性能。考察了Eu~(3+),WO_4~(2-)掺杂量对荧光粉发光性能的影响。结果表明,掺杂了Eu~(3+),WO_4~(2-)后Na_2CaSiO_4仍为纯相,属立方晶系结构,但掺杂后晶胞参数发生变化,说明Eu~(3+),WO_4~(2-)已经进入晶格中。荧光粉发光强度随Eu~(3+),WO_4~(2-)掺杂含量的增加而增大。Eu~(3+)在晶体中的含量为20%时(以Na_2CaSiO_4物质的量为基准),荧光粉Na_2CaSiO_4∶Eu~(3+)的发光强度达到最大值。当WO_4~(2-)在晶体中的含量为0.07%时,此时,发射光的强度是掺杂前的2.74倍,色坐标为(0.66,0.34),更接近标准色坐标(0.67,0.33)。     

(Sc,Y)(VO_4,BO_3):Eu~(3+)红色荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法在1200℃、保温3 h的条件下制备了(Sc,Y)(V_(1-x)B_x)O_(4-x):Eu~(3+)(0≤x≤0.5)系列样品,通过荧光光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对粉体的荧光性能、结构及形貌进行测试和表征。结果表明,在365 nm紫外光激发下,荧光粉主发射波长位于620 nm,对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,当x=0.1时,相对发光强度是Sc_(0.73)Y_(0.2)VO_4:Eu_(0.07)~(3+)的1.6倍;在620 nm监控下,存在一个峰值位于337 nm的极强宽带吸收带和396 nm处的弱激发带。与(Sc,Y)VO_4:Eu~(3+)相比,硼的掺杂没有改变样品的四方晶系体心结构,且形貌未发生明显改变,粒度分布均匀、无明显团聚。在397 nm激发下,荧光粉的内量子效率提升了2倍,当温度升高至200℃,其相对发光强度仍保持在92%,显现出高的内量子效率和低的热淬灭效应,适合近紫外激发白光发光二极管(LED)用红色荧光粉。     

Eu~(3+)/Sm~(3+)共掺K_2Gd(WO_4)(PO_4)荧光粉的发光性能及热稳定性研究

采用高温固相法制备了K_2Gd_(1-x-y)(PO_4)(WO_4):x Sm~(3+),y Eu~(3+)新型红色荧光材料,通过利用X射线衍射谱(XRD)、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明,稀土离子S~(3+)的掺入没有改变荧光粉的晶相;样品的激发光谱在394 nm有很强的激发峰,与近紫外LED芯片匹配,且Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁表现出616 nm有较好的红光发射,Eu~(3+)的最佳掺杂量(摩尔分数)为y=0.3;Sm~(3+)进入晶格后,激发峰明显增强和变宽,表明Sm~(3+)对Eu~(3+)的发光起到敏化作用;K_2Gd_(0.68)(PO_4)(WO_4)∶0.3Eu~(3+),0.02Sm~(3+)样品在150℃时发光强度仍为初始温度的78%,具有良好的热稳定性且色纯度高,是一种潜在的白光LED用荧光粉。     

新型蓝色长余辉荧光粉SrAl_2O_(4-y)N_y∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能研究

采用高温固相反应合成了SrAl_2O_(4-y)N_y∶Eu~(2+),Dy~(3+)系列长余辉荧光粉,并研究了SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+),Dy~(3+)体系的晶体结构、光谱特性、余辉衰减曲线及热释发光曲线。X射线衍射分析结果表明,SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)荧光材料属六方晶系,P6322空间群,晶胞参数a=b=5.14,c=8.462,γ=120°。荧光光谱测试结果表明,SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,激发光谱位于283 nm~450 nm,发射光谱的峰值位于487 nm,属于Eu~(2+)的4f65d1→4f7跃迁发射。Eu~(2+)的掺杂量并不改变SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)发射光谱的形状和峰值位置,但对相对发光强度有较大影响,Eu~(2+)的摩尔浓度为2%时相对发光强度最高。余辉衰减曲线表明,Sr_(0.97)Al_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu_(0.02),Dy_(0.01)的余辉衰减符合指数衰减规律,由初始的快衰减和之后的慢衰减两个过程组成。通过热释发光曲线对荧光材料中的陷阱能级进行计算,得出Sr_(0.97)Al_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu_(0.02),Dy_(0.01)的能级陷阱为0.42 V,掺Dy~(3+)有利于提高该荧光材料的初始发光亮度和余辉时间。     

助熔剂对LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)红色荧光粉性能的影响

采用高温固相法制备了LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响,探讨了不同助熔剂的作用机理。结果表明,不同种类助熔剂未改变LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2的四方晶系白钨矿结构;396nm激发下,添加质量分数为2%的H_3BO_3,LiF或NH_4F使样品的发光强度分别提高了21%,17%,9.6%;而添加2%的Na_2CO_3样品发光强度下降了10.9%。同时,H_3BO_3可有效地减少样品颗粒的团聚,其最佳用量为3%;由于F-声子能量低,可减少能量的无辐射跃迁概率的原因,当以1%H_3BO_3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时,相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。     

熔盐法制备白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉的工艺研究

采用熔盐法合成了白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色发光材料。利用XRD、SEM、激光粒度仪、荧光光谱仪等手段对荧光粉物相、颗粒形貌、粒径及发光性能进行了表征。考察了Eu~(3+)掺杂浓度、熔盐的种类、熔盐用量以及焙烧温度和时间等工艺参数对白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4荧光粉性能的影响。结果表明:在CaWO_4中掺杂Eu~(3+)没有改变基质的四方晶系白钨矿结构;随着Eu~(3+)掺杂量的增加,Eu~(3+)的特征发射峰强度逐渐增强,Eu~(3+)掺杂浓度达到30%也不会发生浓度猝灭现象;以复合熔盐(NaCl-KCl)为助熔剂体系,熔盐与荧光粉的摩尔比为3,在850℃下焙烧3 h,可获得分散性好、表面光滑平整、颗粒细小,形貌为四方双锥结构的白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉。     

F~-掺杂对红色荧光粉NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)的结构和发光特性的影响

采用高温固相法合成了NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列红色荧光粉。分别采用X射线衍射、荧光光谱测试手段对所得粉末的晶型及其发光性能进行了表征分析。结果表明,该系列红色荧光粉均为白钨矿四方晶系结构,空间点群结构为I41/a(88),可被近紫外光395 nm有效激发,其最强发射峰位于616 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。F-离子掺杂量为0.2 mol时发光强度最强,与未掺杂F-相比其发光强度提高了41%,其色坐标为(0.653,0.336)。由此可见,NaGd(WMo)O_(7.9)F_(0.2):Eu~(3+)是一种具有潜在应用价值的白光LED红色荧光粉。     

Eu~(2+)- Mn~(2+)共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能

荧光粉是新一代照明器件的重要组成部分, T相碱土金属硅酸盐荧光粉具有独特的晶体结构,表现出优良的抗发光热猝灭性能。将Mn~(2+)引入具有青绿色发光的(Ba_(0.7)Ca_(0.29)Eu_(0.01))_2SiO_4荧光粉,通过Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递可以实现Mn~(2+)的红光发射。通过高温固相反应法制备了具有不同Mn含量的T相碱土金属硅酸盐荧光粉(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4。X射线衍射(XRD)图谱表明,所合成的样品都为纯相,晶格常数随Mn~(2+)含量增多而减小。通过稳态荧光发射光谱、激发光谱和荧光衰减曲线研究Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递过程,确认其机制为电多极作用,临界距离为3.433 nm。T相(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4荧光粉在200℃时的发光强度仍可保持室温时的67%～80%,抗发光热猝灭性能优异。通过改变Mn的含量,可以调控Eu~(2+)的蓝光峰与Mn~(2+)的红光峰之间的相对比例,从而实现从冷白光到暖白光的单一基质白光发射。     

Li~+掺杂对Ca(W,Mo)O_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构及发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li+掺杂的Ca(W,Mo)O_4∶Eu~(3+)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光光谱仪对样品的结构、形貌及荧光性能进行了表征。XRD及SEM结果表明,Li~+掺杂没有改变样品原有的四方晶系体心结构,Li+能够以替代和间隙掺杂的方式进入主晶格,适当的Li+掺杂可以改善样品的团聚现象。样品的激发光谱涵盖200~550nm的宽带激发,在395nm激发下,能发射出位于616nm处的窄带红光,归因于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,适量Li~+的掺杂明显提升了样品的发光强度。与其他碱金属离子(Na~+、K~+)掺杂相比,Li~+由于半径最小、电负性最强,使得发光强度增强最多。     

CaMoO_4∶Eu~(3+),M~+(M=Li,Na,K)粉体的制备与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca_(1-1.5x)MoO_4∶xEu~(3+)和Ca_(0.5)MoO_4∶0.25Eu~(3+),M~+(M=Li,Na,K)荧光粉,并对样品的物相结构、颗粒形貌及发光性能进行了分析。结果表明,样品属于四方晶系,颗粒接近八面体形状,大小为2~3μm。激发光谱显示,样品的激发中心分别位于364 nm、386 nm、396 nm、419 nm和466 nm,最大激发峰值位于396 nm。在396 nm近紫外光激发下,样品的发射中心分别位于596 nm、616 nm、656 nm、704 nm,特征发射峰为616 nm,Eu3+离子掺杂浓度为25%(体积分数)时发光强度最强,引入的3种电荷补偿剂M~+(M=Li,Na,K)中,Li+对发光强度的提高最为显著。     

Zn~(2+)掺杂增强NaY(MoO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+)荧光粉的上转换发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列的NaY_(0.78-x)(MoO_4)_2∶0.2Yb~(3+),0.02Ho~(3+),xZn~(2+)(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电镜以及荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明Zn~(2+)的掺杂可以通过替换Y~(3+)格位和占据晶格间隙的方式进入基质晶格。在980nm激光激发下,样品呈现出了强烈的绿光(551nm)和相对微弱的红光发射(668nm),分别归因于Ho~(3+)的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8跃迁。Zn~(2+)的掺杂可以使上转换发光强度显著增强,其原因是Zn~(2+)掺杂产生了O~(2-)空位而且可以裁剪Ho~(2+)周围的局域晶体场对称性。基于泵浦依赖的研究,对能级图和可能的上转换发光机理进行了详细的讨论。     

红色荧光粉BaAl_2Si_2O_8:Eu~(3+),Li~+的制备和发光性能研究

通过高温固相法合成了红色荧光粉系列Ba_(1-x)Al_2Si_2O_8:Eu_x~(3+),Li_(0.03)~+,并系统地研究了该系列荧光粉的晶体结构和发光性质的变化。合成的试样均为BaAl_2Si_2O_8晶体,均单斜晶系,空间群为C2/m(12)。Eu~(3+)取代Ba~(2+)格位进入基质BaAl_2Si_2O_8晶体,造成了基质晶胞参数a,b,c和晶胞体积V相应地减小,只引起了基质晶体结构轻微的畸变。试样的激发光谱位于220 nm~550 nm,由一个宽带激发谱和一组锐线峰带构成,激发光谱中的最强峰为393 nm(~7F_0→~5L_6)。通过393 nm波段对系列试样进行有效激发,收集到发射光谱均位于550 nm~750 nm,且由发射光谱中出现多条锐线峰,在614 nm(~5D_0→~7F_2)处发射峰最强,Eu~(3+)的595 nm(~5D_0→~7F_1)发射峰劈裂产生了590 nm、595 nm和599 nm处的三个分裂峰,而614 nm(~5D_0→~7F_2)发射峰劈裂为614 nm、617 nm、619 nm、622 nm和627 nm处的五个分裂峰,Eu~(3+)取代Ba~(2+)进入基质晶格BaAl_2Si_2O_8中,与其临近的氧配体形成了C2的点群对称性和Eu~(3+)主要占据非反演对称中心格位。系统研究了该系列荧光粉发光性能与掺杂离子Eu~(3+)浓度的关联。研究结果显示,当掺杂离子Eu~(3+)浓度x≤0.03时,荧光粉的发光强度随着掺杂离子Eu~(3+)浓度x的增加而增加,当x0.03时,随x的增加而减小。试样的色坐标不随掺杂离子Eu~(3+)浓度改变而改变;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极相互作用。     

Yb~(3+)共掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的制备与性能研究

通过高温固相法制备了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料。采用XRD、SEM、激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的微观结构以及光学性能进行了表征,研究结果表明Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的晶体结构和显微结构均未发生明显变化。Yb~(3+)的引入使得Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)显示出更优良的荧光性能和余辉性能,不同Yb~(3+)掺量对长余辉发光材料的陷阱深度和电子传输速率有显著影响。实验表明,当Yb~(3+)掺杂量为0.03时,Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)的荧光光谱相对强度最强,且表现出最佳的余辉衰减性能。     

Bi~(3+)和Eu~(3+)在Y_3SbO_7中的发光性能

本文观察不同浓度的Eu~3和Bi~(3+)在具有立方晶系的Y_3SbO_7中发光性能及Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递。Y_3SbO_7∶Eu~(3+)、Bi~(3+)磷光体在393nm激发下,Bi~(3+)将吸收紫外光的一部分能量传递给Eu~(3+),使其红光发射增强。其余的能量则以兰光(440nm)和绿光(540nm)发射。其“相对强度比”与合成温度有关,该磷光体可能是一种在多波段发光的新材料。     

Enhanced afterglow performance of CaAl_2O_4:Eu~(2+),Nd~(3+) phosphors by co-doping Gd~(3+)

In order to effectively improve the afterglow properties of CaAl_2 O_4:Eu~(2+),Nd~(3+) phosphors,a series of Ca_(0.982-x)Al_2 O_4:0.012 Eu~(2+),0.006 Nd~(3+),xGd~(3+)(x=0,0.012,0.024,0.036,0.048,0.060 mol) phosphors were prepared by a high-temperature solid-phase approach.Crystalline composition and microstructure were characterized by XRD,TEM,HRTEM,and XPS,luminescence properties were systematically analyzed by fluorescence spectra,afterglow decay curves and TL glow curve.Results show that all of Ca_(0.982-x)Al_2 O_4:0.012 Eu~(2+),0.006 Nd~(3+),xGd~(3+)phosphors belong to monoclinic CaAl_2 O_4,without other cystalline phase.The blue emission at 442 nm is observed,which is assigned to the 4 f~65 d→4 f~7 transition of Eu~(2+) ions.Doping with appropriate amount of Gd~(3+) ions(x=0.036 mol) significantly improves the afterglow properties of phosphors,but the excessive doping of Gd~(3+) induces the fluorescent quenching.The doping of moderate Gd3+changes the traps states,the trap depth varies from 0.598 to 0.644 eV and the trap concentration is also greatly improved,thus significantly improving afterglow performance.     

Sr~(2+)掺杂对Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■发光粉体性能的影响

采用草酸盐共沉淀法制备Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■发光粉体,利用Sr与Ca同族且半径相差不大的特性,研究Sr~(2+)掺杂取代Ca~(2+),对基体结构与性能的影响。通过XRD、SEM、TEM以及荧光光谱仪等对材料进行性能表征。研究结果表明,随着Sr~(2+)掺杂量的增加,荧光粉的晶体结构从正交晶系逐渐转变为立方晶系,晶粒尺寸变大。粉体荧光吸收峰与发射峰的位置与Ca_(0.97)TiO_3∶Eu■相同,发光强度随着Sr~(2+)掺杂量的增加先增大后减小,在Sr~(2+)掺杂量为10%mol时达到最大值。     

Synthesis and luminescence properties of Tb3+/Eu3+ co-doped GdAlO3 phosphors with enhanced red emission

The(Gd_(0.97-x)Eu_xTb_(0.03))AIO_3(x= 0.005-0.07) phosphors were synthesized by the co-precipitation method,using ammonium bicarbonate as a precipitant.The combined technologies of FT-IR,XRD,FESEM,PLE/PL and photo luminescence decay analysis were used to study the phase evolution,morphologies and luminescent properties.The phosphors with good dispersion exhibit strong vivid red emission located at 617 nm(~5 D_0-~7 F_2 transition of Eu~(3+)) under the optimal excitation wavelength of 275 nm(~4 f~8-4 f~75 d~1 transition of Tb~(3+),~8 S_(7/2)→6~I_J transition of Gd~(3+)).The presence of Gd~(3+) and Tb~(3+) excitation bands on the PLE spectra monitoring the Eu~(3+) emission directly gives an evidence of Tb~(3+) → Eu~(3+) and Gd~(3+) → Eu~(~(3+)) energy transfer,The emission intensity varies with the Eu~(3+) amount,and the quenching concentration is ～5 at% which is close to the calculated value.The quenching mechanism is determined to be the exchange reaction between Eu~(3+).The temperature-dependent PL analysis indicates that the best(Gd_(0.92)Eu_(0.05)Tb_(0.03))AlO_3 sample possesses good thermally stable properties.All the(Gd_(0.97-x)Eu_xTb_(0.03))AIO_3 phosphors in this work have similar CIE chromaticity coordinates and color temperatures,which are(0.65 ± 0.02,0.35 ± 0.02) and ～2558 K,respectively.Fluorescence decay analysis shows that the lifetime for～617 nm emission decreases with the content of Eu~(3+) and temperature increasing.Owing to the Tb~(3+)→ Eu~(3+) energy transfer,the luminescent properties of the(Gd_(0.92)Eu_(0.05)Tb_(0.03))AlO_3 phosphors are superior to the single Eu~(~(3+)) doped sample(Gd_(0.95)Eu_(0.05))AlO_3.As a result,the prepared phosphors may be widely used in solid-state display and light emitting devices.     

单基质白光荧光粉Gd_3PO_7∶Dy~(3+)的制备及其性能研究

采用湿化学法合成单基质的白光发射的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)荧光粉,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌与光学性能等进行表征。XRD检测结果表明所制备的样品为含有微量杂质相的Dy~(3+)掺杂单斜结构的Gd_3PO_7晶体。荧光光谱检测结果表明在276 nm属于Gd~(3+)的特征激发带激发下,发射出Dy~(3+)的特征黄色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(13/2))与蓝色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(15/2)),证实在Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品中出现了由Gd~(3+)到Dy~(3+)的能量传递现象。样品的发光强度随pH值和Dy~(3+)掺杂量的变化而变化,在pH值为6.00、Dy~(3+)掺杂量为0.5%的条件下制备的样品呈现相对更强的发光强度。Dy~(3+)掺杂量直接影响着Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品的发光颜色,当Dy~(3+)掺杂量为3%时所制备的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品可发射出色坐标为(0.335,0.345)的白色光,这表明Gd_3PO_7∶Dy~(3+)是一种潜在的单基质白光发射荧光材料。     

Effect of doping of different rare earth (europium,gadolinium, dysprosium and neodymium) metal ions on structural,optical and photocatalytic properties of LaFeO3 perovskites

Different rare earth substituted perovskites LaRE_xFe_(1-x)O_3(where RE=Eu~(3+),Gd~(3+),Dy~(3+),Nd~(3+)and x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.1) with orthorhombic structure and narrow band gaps were successfully fabricated via sol-gel autocombustion method.All the substituted perovskites are found to exhibit excellent photocatalytic activity towards the oxidative degradation of dye molecules.An excellent increase in the rate constant values of pure perovskite(LaFeO_3) photocatalytic reactions is observed with the substitution of rare earth metal ions.Best results are obtained for LaNd_(0.1)Fe_(0.9)O_3 which exhibits around 7 times increase in the rate constant values for degradation reaction of SO(1.76×10~(-1) min~(-1))and RBY(1.69×10~(-1) min~(-1)) dyes.     

外场辅助液相法制备红色球形Y_2O_3:Eu~(3+)荧光粉

研究了以尿素为沉淀剂,通过改变加热方式、溶液pH、Eu~(3+)掺杂量及煅烧温度等条件,采用微波辅助液相法制备Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉,并对所得荧光粉进行检测分析。结果表明:试验所制备的荧光粉为规整的球形,涂敷性好,可以被近紫外激发光有效激发,发射主峰位于614nm处,归属于Eu~(3+)的~5 D_0→~7 F_2跃迁;该红色荧光粉可应用在白光LED。