新型红色荧光粉Na_2SrP_2O_7:Eu~(3+)的合成及其发光性质

采用高温固相法制备了Na_2Sr_(1-x-y)P_2O_7:x Eu~(3+),y Gd~(3+)系列红色荧光粉,同时探讨了Eu~(3+)及Gd~(3+)浓度等对样品结构及发光性能的影响。结果表明:在600℃下煅烧所得样品具有与Sr2P2O7类似的结构,属斜方晶系。样品的主激发峰在394 nm左右,归属于Eu~(3+)的~7F_0→~5L_6跃迁;主发射峰位于594 nm和614nm处,分别对应Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1磁偶极跃迁和~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。在单掺Eu~(3+)的样品中,当其掺杂浓度x从0.02增加至0.34时,Eu~(3+)占据反演对称中心与非反演对称中心的数量之比逐渐增加,导致橙红比(I_(594)/I_(614))逐渐增大。共掺杂Gd~(3+)时,也有类似的现象。通过Gd~(3+)到Eu~(3+)的能量转移增强了Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1跃迁发射,此发射强度在Na_2Sr_(0.4)P_2O_7:0.1Eu~(3+),0.5Gd~(3+)中达到最大。     

Eu_2Mo_4O_(15)∶Gd~(3+)在465nm蓝光激发下的红色发光

采用简单的沉淀法制备了白光LED用Eu_2Mo_4O_(15)∶x%Gd~(3+)(x=0,20,40,60)系列荧光粉。在465 nm蓝光激发下,该荧光粉发射强的红光,而且发射强度与Gd~(3+)的掺杂浓度密切相关。当Gd~(3+)浓度为40%时,激发效率和发光效率最大。热特性的研究表明,40%Gd~(3+)掺杂样品的热猝灭激活能约为0.55 eV。~5D_0和~5D_1到电荷迁移带(CTB)的热激发是导致发光热猝灭的主要因素。     

燃烧法合成光谱可调SrMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+),Mn~(2+)荧光粉及发光性能

采用低温燃烧法在600℃的马沸炉中制备了发光光谱可调的SrMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+),Mn~(2+)荧光粉,并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪(PL)等测试手段对所制备荧光粉的晶体结构、形貌和发光性质进行了表征。XRD和SEM测试结果表明:通过低温燃烧法合成的SrMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+),Mn~(2+)荧光粉晶相单一,结晶度高; PL测试结果表明:紫外LED芯片可以有效地激发SrMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+), Mn~(2+)荧光粉,其发射光谱中观测到两个发射峰,分别位于460 nm和513 nm。当改变荧光粉中Eu~(2+)和Mn~(2+)的掺杂比时,荧光粉的发射光谱由蓝色转变为蓝绿色最终转变为绿色。通过计算掺杂荧光粉的能量传递效率和临界距离,我们得出SrMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+), Mn~(2+)荧光粉的能量传递机制是电偶极-电四极相互作用的。本文制备的SrMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+), Mn~(2+)可用于近紫外LED芯片激发的光谱可调白光LED用荧光粉。     

Tb~(3+)/Eu~(3+)共掺的硼酸盐玻璃的发光及能量转移

用熔融法制备了Tb~(3+)/Eu~(3+)共掺的硼酸盐玻璃,研究了Tb~(3+)、Eu~(3+)共掺的硼酸盐玻璃的发光性能。结果表明,共掺的硼酸盐玻璃的最强激发峰位于393nm,最强发射峰是位于612nm的红光,存在着Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递,一定浓度范围内,随着Tb~(3+)的浓度增加,Eu~(3+)的612nm红光的发射强度增强。     

Dy~(3+),Eu~(3+)共掺杂铌酸钾铅粉体的发光性能研究

采用高温固相法制备了单掺Dy~(3+)和共掺Dy~(3+),Eu~(3+)的铌酸钾铅(Pb_2KNb_5O_(15),PKN)荧光粉。结果表明,PKN的最佳烧结温度为1 200℃,并且掺杂Dy~(3+)和Eu~(3+)造成晶格常数变小。Dy~(3+)在PKN中的最佳掺杂浓度为2.0mol%,并且利用强极化的Pb~(2+)对Dy~(3+)的强烈作用,使Dy~(3+)的最强激发峰从紫光波段移至蓝光波段,可与目前市场上商用蓝光芯片匹配。460 nm激发光能够同时激发Dy~(3+)和Eu~(3+)发光,并且当Dy~(3+)和Eu~(3+)的共掺浓度分别为2.0mol%和1.5mol%时,PKN荧光粉的色温接近暖白光的理想色温3 000 K。Dy~(3+)和Eu~(3+)共掺杂的PKN荧光粉是一种有望用于暖白光LED的候选材料。     

溴氧化镧铽荧光粉中铽离子间的能量转移

中文讨论了溴氧化镧铽荧光粉中。随着掺杂T_b~(3+)离子浓度的增大,发光能级之间将产生无辐射共振转移。从而产生了T_b~(3+)离子~5D_ 3→~7F_ J发光的浓度猝灭效应。根据Dexter模型,推出了多极矩耦合的无辐射迁移几率依赖于浓度的变化关系式,进一步计算了八种不同浓度的电偶极一电偶极之间和电偶极一电四极之间的无辐射迁移几率。并计算了~6D_3→~7F_J和~5D_4→~7F_J的色度坐标,它们分别为x=0.149、y=0.034和x=0.287、y=0.625。     

一步水热法制备TeO_2∶Eu~(3+)荧光粉及其发光性能研究

通过一步水热法成功合成了(α+β)-TeO_2∶xEu~(3+)荧光粉,并研究了其发光性能。结果表明,(α+β)-TeO_2∶xEu~(3+)荧光粉的最强激发波长为464 nm,最强发射波长为614 nm。当Eu~(3+)掺杂量为6mol%时,发光性能最好,此时,其色坐标在黑体辐射线上,可发橙红色的光。因此,(α+β)-TeO_2∶xEu~(3+)荧光粉是一种用于制备暖白光LED的潜在荧光粉。     

新型磷灰石结构Ca_8Gd_2(BO_4)(PO_4)_5O:Ce~(3+)荧光粉的合成及发光性能研究

采用高温固相法制备了磷灰石结构的Ca_8Gd_2(BO_4)(PO_4)_5O∶Ce~(3+)荧光粉。X射线粉末衍射结果表明所合成的荧光粉为磷灰石相。系统研究了其发光性质,漫反射光谱表明该样品在200～400 nm波段中存在着较宽的吸收带,通过Kubelka-Munk方程估算了Ca_8Gd_2(BO_4)(PO_4)_5O∶Ce~(3+)样品的光学带隙值大约为3.7 eV。监测波长为468 nm时,激发光谱在232 nm处存在着较强的激发峰,归因于Ce~(3+)在此处发生4f-5d的能级跃迁。在232 nm波长激发下,发射光谱的最强发射峰位于468 nm处,归因于Ce~(3+)在此处发生5d-4f的能级跃迁。当Ce~(3+)的掺杂浓度超过1.0 mol%时,发生了浓度淬灭现象。CIE色度坐标显示该样品位于蓝光区域。结果表明,Ca_8Gd_2(BO_4)(PO_4)_5O∶Ce~(3+)荧光粉为一种可被紫外光激发的新型磷灰石结构蓝色荧光粉。     

Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+)黄色荧光粉的制备及XRD-Rietveld结构精修研究

采用水热-热解法制备了Ce~(3+)掺杂的Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+)黄色荧光粉。研究发现水热-热解法的烧结温度为1200℃,比高温固相法的烧结温度降低了300℃,该荧光粉是激发峰和发射峰分别位于460nm和550nm、跃迁发射为Ce~(3+)的5d→4f的黄色荧光粉。同时通过XRD测定了Y_3Al_5O_(12)∶Ce~(3+)的晶体结构,并进行Rietveld结构精修。     

NaGd(WO_4)_2:Eu~(3+)在394nm和464nm激发下的发光及热稳定性

采用共沉淀法制备NaGd(WO_4)_2:Eu~(3+)荧光粉,利用394 nm和464 nm光波长激发,观察到源自Eu~(3+)~5D_0→~7F_J(J=1,2,3,4)跃迁的发射。通过拟合Ln(I_0/I-1)与1/k T的关系曲线,获得NaGd(WO_4)_2:1%Eu~(3+)在394 nm和464 nm光波长激发下的热猝灭激活能,分别为0.235eV和0.363eV。研究表明,NaGd(WO_4)_2:Eu~(3+)在464 nm蓝光激发下的红色发光所表现的良好热稳定性,其原因在于该波长热稳定的激发。     

高温固相法制备红色荧光粉Ca_(1-x)WO_4:xEu~(3+)及其发光性能研究

采用高温固相法合成了红色荧光粉Ca_(1-x)WO_4:xEu~(3+)(x=0.02~0.40)。运用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪(PL)等对所得材料的结构、形貌以及光学性能进行了表征。结果表明,由于在基体Ca WO_4中,Eu~(3+)取代Ca2+成为发光中心,红色荧光粉Ca WO_4:Eu~(3+)的发光强度随着Eu~(3+)浓度的增加而增加,当x=0.25时,强度达最大值。     

(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+)荧光粉的常压合成及其LED封装性能研究

通过常压合成工艺成功制备了一系列高亮度的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+) 氮化物荧光粉,比较了常压合成和高压合成工艺对荧光粉晶体结构、光谱特性和晶体形貌的影响。荧光光谱分析表明,常压合成工艺制备的(Sr,Ca)AlSiN_3:Eu~(2+)荧光材料表现出优异的荧光强度,其发射波长位于615 nm~640 nm的红光范围,实现了一定范围内的光谱调控。X射线衍射结果表明,该氮化物红色荧光材料具有正交晶系的CaAlSiN_3晶体结构,且产物中不存在杂质相。峰值波长位于615 nm和625 nm的样品能够作为光谱中的有效红色组成部分用以制备高显色性的白光LED光源。通过LED封装的优化实验,所获得的白光LED光源具有86.8 lm/W的流明效率,并具有良好的显色指数(Ra=85)。进而,通过改变氮化物红粉的组成和比例能够制备具有不同色温(4 000 K~6 000 K)的白光LED光源。     

Ce~(3+)掺杂铝酸盐荧光粉的制备及性能研究

本文于探究制备YAG黄色荧光粉的最佳工艺参数,从而提高白光LED的发光性能和生产效率。采用了高温固相法制备Ce~(3+)掺杂铝酸盐YAG(Y_(3-x)Al_5O_(12)∶Ce_x~(3+))黄色荧光粉样品,其中x=0.02,0.04,0.06,0.08,0.1。实验以氧化钇,氧化铈,氧化铝为原料,添加不同助熔剂(硼酸,BaF_2)制得YAG,利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM),荧光光谱分析仪(PL)等测试分析了产物的物相,形貌及发光性能等。通过对激活剂浓度不同以及助熔剂不同样品的发射光谱进行比较,得出结论:在煅烧温度1 300℃,保温时间为4 h时,当激活剂的掺杂浓度为x=0.06,生成YAG质量的3%的硼酸和3%的BaF_2混合为助熔剂时,制得的YAG∶Ce~(3+)的发光性能最好,并且在主激发光为455 nm的可见光激发下,发射光谱的发射峰值为530 nm。     

近紫外白光LED用磷酸盐体系荧光粉的研究进展(下)

(续上期) 除Tb3+外,Eu2+也常用于绿色荧光粉中.这主要是因为在400 nm左右近紫外激发下,由于Eu2+的4f65d1→4f7能量转移,在380～710 nm发射范围中,主要发射峰位于绿色区域.Zhao等[10]通过高温固相反应制备了Eu2+掺杂Ca10Na(PO1)7基的近紫外白光LED用绿色荧光粉,在400 nm波长激发下、412 nm和531 nm处检测到发射峰,其最强发射峰位于531 nm(如图6所示).     

Gd_2MoO_6:Sm~(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

实验采用高温固相反应法制备了Gd_2MoO_6:Sm荧光粉,并通过X射线衍射仪和荧光分光光度计对荧光粉的结构和发光性能进行了表征,重点采用控制变量法研究不同种类助熔剂对荧光粉结构影响规律。结果表明,Gd_2MoO_6:Sm~(3+)荧光粉在紫外波段可被有效激发,发射峰值波长位于566 nm、603 nm和655 nm处;掺入少量的助熔剂不会改变荧光粉本身的晶体结构,采用适量的氟化钡(BaF_2)或氯化钡(BaCl_2)能够大幅度提升荧光粉的发光性能。     

Ca替代Sr对Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)荧光粉结构、光谱及热猝灭性能的影响

采用高温固相法制备了Sr_(2-x)Ca_xSi_5N_8:Eu~(2+)荧光粉,研究了Ca替代Sr对Sr_2Si_5N_8:Eu~(2+)晶体结构及发光性能的影响规律。结果表明Ca_2Si_5N_8和Sr_2Si_5N_8结构之间只能形成有限固溶体,随着Ca掺杂含量的改变,固溶体结构逐渐从正交晶系过渡到单斜晶系;进而导致其发射光谱呈现先红移后蓝移现象,且荧光粉的热猝灭性能逐渐呈降低趋势,但衰减幅度取决于Ca掺杂含量,当x1.2时荧光粉的热猝灭性能衰减幅度增大,相应的衰减机制主要采用位移坐标模型来解释。     

溶胶-凝胶法制备锰掺杂的铝酸盐荧光粉的研究

针对LED荧光转换的要求,为解决LED灯用红色荧光传统掺杂Eu~(3+)成本高的问题,本文采用溶胶凝胶法合成了Mn(Ⅳ)掺杂的铝酸盐荧光粉MAl_(12)O_(19):Mn~(4+)(M=Ba,Sr,Ca)。利用X射线粉末衍射仪、荧光分光光度仪和扫描电镜对样品的结构、荧光性能和形貌进行分析表征。结果表明:SrAl_(12)O_(19):Mn~(4+)和CaAl_(12)O_(19):Mn~(4+)的发射峰位置均在660 nm附近,红色荧光效果较好,而BaAl_(12)O_(19):Mn~(4+)的发射峰位置在625 nm附近,发生了蓝移。当Mn~(4+)掺杂浓度为5%,pH为8左右,SrAl_(12)O_(19):Mn~(4+)荧光粉荧光性能良好。实验改良了溶胶凝胶法合成方法,得到CaAl_(12)O_(19):Mn~(4+)荧光粉的结晶度随煅烧温度的升高而升高,在1 400℃条件下煅烧得到的荧光粉发射光谱强度最大,且荧光粉的发光性能优良、形貌规则、简化了传统溶胶凝胶法的制备方法,可以降低生产成本。     

Mn掺杂POC材料的制备和荧光性能研究

采用固相法合成了不同浓度的Mn掺杂Pb_(17)O_8Cl_(18)(POC)发光材料,并用X-射线粉末衍射、TG-DSC及激发-发射光谱研究了所获得材料。结果表明,在430℃条件下合成的不同浓度Mn掺杂POC荧光粉均为POC单相,1at% Mn掺杂POC荧光粉的熔点在531℃。在激发光谱中观察到240 nm和270 nm的激发峰,分别属于Mn~(2+)-O~(2-)之间的电荷转移跃迁和Mn~(2+)从基态~6A_1到激发态~4E_g的跃迁。在Mn:POC的发射光谱中观测到宽的中心位于520 nm的荧光谱带,属于Mn~(2+)的~4T_(1g)→~6A_(1g)能级跃迁产生。从Mn~(2+)的绿色发射情况可以推断Mn~(2+)取代POC晶体中的Pb~(2+)格位,位于四面体晶格场。     

Ba3Gd（BO3）3:Eu3+,Tb3+荧光粉的制备及其发光性能的研究

采用高温固相法制备Ba3Gd(BO3)3:Eu3+,Tb3+荧光粉,通过X射线衍射(XRD)和光致发光光谱分别对其物相和发光性能进行表征,并研究Tb3+离子掺杂量对其发光性能的影响。结果表明:Eu3+和Tb3+均作为发光中心进入到Ba3Gd(BO3)3的晶格中并取代Gd3+的格位;在378 nm激发下,样品表现出Eu3+和Tb3+的特征跃迁,分别发射红光和绿光;随着Tb3+掺杂量的增加,Tb3+的绿色发射强度先增强后减弱,说明存在浓度猝灭,而Eu3+的红色发射强度逐渐提高,说明Tb3+对Eu3+有敏化作用;样品Ba3Gd(BO3)3:Eu3+,Tb3+的发光颜色可从绿色调整到橙红色。     

白光LEDs用Mn~(4+)掺杂红色荧光粉的研究进展

目前,商业化的白光LEDs主要通过"蓝光LED芯片+黄色Y_3Al_5O_(12):Ce~(3+)荧光粉"来实现白光发射,但是,Y_3Al_5O_(12):Ce~(3+)缺少红色发光成分,使得这种器件显色指数较低,色温较高,为了改善这种白光LEDs的性能,红色补偿粉成为了研究热点。本文主要阐述了Mn~(4+)掺杂红色荧光粉的最新进展,介绍了材料的合成方法,并对新型的高性能Mn~(4+)掺杂红色荧光粉所面临的问题进行了分析和总结。