2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮稀土配合物光转换材料的合成与光致发光性能

合成了以2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(uv-9)为配体的3种稀土配合物Eu(uv-9)3·2H_2O、Sm(uv-9)_3·2H_2O、Dy(uv-9)3·2H_2O,并用元素分析、红外光谱和荧光光谱对其进行了表征。荧光测试结果表明,2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮是Eu~(3+)和Sm~(3+)的优良配体,能很好地敏化这个两个离子发光,但是对Dy~(3+)无敏化作用。铕配合物和钐配合物发出600 nm~670 nm的红光,特别是钐配合物发出强的653 nm附近红光,与植物的光合作用吸收带非常匹配。而且发光稳定性好,因此它们可作为理想的光转换材料用于光功能农膜中。     

Yb~(3+),Er~(3+)掺杂Y_2Ti_2O_7荧光粉的制备与上转换发光机理

采用溶胶-凝胶法制备合成了(Y_(0.98-x)Yb_xEr_(0.02))_2Ti_2O_7(x=0, 0.02, 0.04,…,0.10)荧光粉,分别采用XRD和荧光光谱仪对样品的结构和上转换发光性能进行了表征.研究了Yb~(3+)掺杂浓度对样品上转换发光性能的影响,并对样品的发光机理进行了研究.结果表明,所得样品为面心立方结构的烧绿石相.在980 nm激发下,样品展现出很强的上转换荧光发射并且发光颜色可以通过Yb~(3+)掺杂浓度来调节.样品上转换绿光和红光发射均为双光子过程并且交叉弛豫过程在上转换红光发射过程中占据主导作用.     

溶胶-凝胶法制备Ca3Al2O6：Eu3+红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成Ca3Al2O6：Eu3+红色荧光粉,通过XRD、SEM、荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行表征,讨论煅烧温度、Eu3+掺杂浓度以及电荷补偿剂对样品发光性能的影响.结果表明：实验所得样品的结构与Ca3Al2O6相同,Eu3+掺杂并没有改变其晶体结构.合成的荧光粉在394 nm近紫外光激发下发出615 nm明亮的红光.样品的红光强度随着煅烧温度的升高先增加后减弱,最佳烧结温度为1200℃.同样红光强度也随着Eu3+掺杂浓度的增加先增加后减弱,最佳Eu3+掺杂浓度为4%（摩尔分数）.加入电荷补偿剂后样品的发光强度均增强,其中加入K+后发光增强的效果最显著.该铝酸盐红色荧光粉性质稳定,在白光LED近紫外芯片激发中具有潜在的应用.     

Yb3+，Er3+掺杂Y2Ti2O7荧光粉的制备与上转换发光机理研究

采用溶胶-凝胶法制备合成了(Y_0.98-xYb_xEr_0.02)₂Ti₂O₇(x=0, 0.02, 0.04...0.10)荧光粉, 分别采用XRD和荧光光谱仪对样品的结构和上转换发光性能进行了表征.研究了Yb3+掺杂浓度对样品上转换发光性能的影响, 并对样品的发光机理进行了研究.结果表明, 所得样品为面心立方结构的烧绿石相.在980nm激发下, 样品展现出很强的上转换荧光发射并且发光颜色可以通过Yb3+掺杂浓度来调节.样品上转换绿光和红光发射均为双光子过程并且交叉弛豫过程在上转换红光发射过程中占据主导作用.      

稀土发光材料Eu(2mCND)_4CTAC及薄膜的耐老化性能研究

下转换发光材料稀土铕配合物Eu(2mCND)_4CTAC可以有效的将紫外光转换为可见光,将稀土发光材料和有机薄膜载体结合并负载于电池表面后,晶硅太阳能电池的光电转换效率得到了显著提高。光转换薄膜在户外使用时存在着一定的老化现象,这不仅严重影响到光转换薄膜的使用寿命,甚至可能对晶硅电池产生负面效应而造成巨大的经济损失。研究了将Eu~(3+)配合物与PMMA薄膜载体相结合后制备了五种浓度的光转换薄膜,并对光转换材料和光转换薄膜进行了紫外箱加速老化和户外老化实验。实验表明,稀土发光材料的老化性能优良,在5000小时加速老化或1.5年的户外老化后量子产率不变;Eu~(3+)配合物浓度为1%的薄膜老化性能最好,初始量子产率最高且在老化一段时间后量子产率趋于稳定;光转换薄膜的室内加速老化和户外老化存在一定的时间对应关系。本次研究系统评价了光转换材料和薄膜的老化性能,对预测光转换薄膜的使用寿命具有一定的指导意义。     

溶胶-凝胶法制备La2Ce2O7:Eu3+及其发光性能

采用溶胶-凝胶法（Sol-gel）合成La₂Ce₂O₇:Eu3+系列红色荧光粉,并研究煅烧温度、Eu3+掺杂浓度以及不同种类电荷补偿剂对样品发光性能的影响.通过XRD、SEM、荧光光谱对样品的晶体结构、形貌以及发光性能进行测量和表征.结果表明:实验所得样品主晶相为La₂Ce₂O₇,属于萤石结构. Eu3+及电荷补偿剂的掺杂没有改变其晶体结构.合成的样品在467 nm蓝光激发下发出612 nm的红光.样品的发光强度随煅烧温度以及Eu3+掺杂浓度的提高先增强后减弱,样品的较优的煅烧温度为1 100 ℃,Eu3+较优的掺杂浓度为10 %（摩尔百分比）.掺入电荷补偿剂可以有效增强样品的发光强度,其中掺入Li+后发光增强的效果最显著.      

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

红色长余辉发光材料BaMg_2Si_2O_7∶Pr,Mn的制备及性质研究

采用高温固相法合成了红色长余辉材料BaMg2Si2O7∶Pr,Mn,利用X晶体衍射仪、扫描电镜、荧光光谱、热释光测量仪等对材料的性能进行了表征,结果分析证明BaMg2Si2O7∶Pr,Mn以Mn2+为发光中心,Pr3+为共激活离子,在紫外光的照射下能够得到由Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁产生的峰值在666nm发射峰,产生红光发射,撤离激发光源后,能够产生余辉,且余辉时间可以持续达40分钟以上,基质中存在着Pr3+→Mn2+的能量传递,能够增强其荧光发射峰强度并对余辉性能有一定促进作用。     

五磷酸铕铋晶体的研究

五磷酸铕(EuP_5O_(14))晶体在紫外光激发下能够发出较强的红色荧光作为晶体发光材料已引起人们的兴趣。在Y_2O_3:Eu~(3 )的磷光体中掺入少量的Bi~(3 )离子,由于存在着Bi~(3 )→Eu~(3 )的能量传递使Eu~(3 )离子在610nm左右的荧光发射明显增强。为探索新的、高亮度的红色发光材料,人们十分重视对Eu—Bi体系的研究。考虑到     

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。     

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。     

福建物构所稀土上转换荧光生物标记材料研究取得新进展

正与传统的分子荧光标记材料(如荧光染料)相比,稀土上转换纳米发光材料不仅化学稳定性高、荧光寿命长、潜在生物毒性低,而且由于采用近红外光源激发具有较大的光穿透深度、无生物组织自荧光以及对生物组织几乎无损伤等显著优点,在荧光生物检测和成像等领域具有重要的应用前景。目前上转换纳米荧光标记材料发展的瓶颈问题是其量子产率低。提高上转换发光效率、探索新型高效的上转换纳米荧光标记材料一直是     

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。     

Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧还原法在1100℃,p H 3~4的条件下制取了Eu~(2+)掺杂铝硅酸锶发光材料,通过TG-DTA、XRD和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构和发光性能,并对Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,样品干凝胶的分解可以分为熔化、有机物的分解及Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)晶相的生成三个阶段,1100℃所有反应完全;Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料属于正方晶系晶体结构,其激发光谱是位于峰值344 nm~350nm的宽带谱,发射光谱峰值位于455 nm,最大发射光谱强度为7500 mcd;Eu2+掺杂浓度对其发光性能影响较大,在实验条件下掺杂摩尔浓度为0.04时激发光谱和发射光谱强度均达到最大。     

Eu(Ⅲ)-β-NPA-HTTA二元、三元配合物的合成和光谱研究

为了获得高光效、高稳定性能的发光材料,探讨β-萘甲酸(β-NPA)化合物在发光材料方面的应用,合成了Eu(Ⅲ)与β-NPA及2-噻吩甲酰三氟丙酮(HTTA)形成的二元、三元荧光配合物。对所合成的配合物利用元素分析、紫外可见光谱、红外光谱、荧光光谱等手段进行了表征。对稀土配合物的结构与发光性能之间的关系进行了探讨。表征结构表明,两个配合物的组成分别为Eu(β-NPA)_3·3H_2O和Eu(β-NPA)(TTA)_2·2H_2O;紫外光谱研究表明,β-NPA与铕离子配位后整个体系的共轭程度增大,使得配合物的紫外吸收能力增强;荧光光谱研究显示,与铕离子反应后的配合物的配体β-NPA、2-HTTA能将吸收的能量有效地传递给铕离子,从而使配合物发射出强的铕离子的特征荧光,且两个配合物Eu(β-NPA)_3·3H_2O,Eu(β-NPA)(TTA)_2·2H_2O均以~5D_0→~7F_2跃迁的荧光发射最强。得到了两种高效的红色荧光配合物Eu(β-NPA)_3·3H_2O,Eu(β-NPA)(TTA)_2·2H_2O,它们可望成为制备鲜艳红色发光材料的侯选。     

稀土Ce3+/Eu2+激活深红及近红外发光材料的研究进展

深红(650 nm～700 nm)及近红外光(700 nm～1700 nm)已经在诸多领域得到广泛应用。通用照明领域，加入深红光发光材料的荧光转换型白光发光二极管(pc-wLEDs)不仅可以提升显色指数，降低色温，还能使pc-wLEDs的发射光谱适应人眼敏感区域，实现精确的色彩再现。另外，在植物生长以及农业照明领域，深红光发光材料不仅可以实现农作物增量增产还可以降低其对种植环境的依赖程度，实现室内种植。近红外光基于其高穿透力可以在无接触条件下对人体进行无损的生物传感以及生物成像。利用这种高穿透能力以及人体内不同成分对近红外光的吸收差异可以对人体健康指标进行监测。除此以外，近红外光在食品成分和新鲜度分析、夜视、军事、光纤通讯等领域均有着广泛的应用。然而，多领域的应用同样意味着对深红/近红外发光材料性能方面有更高的要求。本文详细介绍了近年来Ce³⁺/Eu²⁺激活的深红/近红外发光材料的研究进展，探讨了其背后的发光机理以及发展趋势，并且总结优势，指明不足，为今后研发高效深红/近红外发光材料提供经验与帮助。     

Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂NaY(MoO_4)_2荧光粉的制备及其上转换发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺NaY(MoO_4)_2荧光粉样品。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪和荧光光谱仪分别对样品的相纯度、微观形貌、粒径分布和上转换发光性能进行了表征。在980 nm激光激发下,Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺样品的发射光谱中均能观测到中心波长位于536 nm、560 nm的上转换绿光发射和位于660 nm的红光发射,分别归因于Er~(3+)的~2H~(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→4I_(15/2)能级跃迁。在Er~(3+)单掺体系中共掺Yb~(3+),可以轻松实现由上转换绿光到红光的转变。NaY_(1-x-y)(MoO_4)_2∶x Er~(3+),y Yb~(3+)样品中最优的Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂浓度和最佳的烧结温度为x=0.04、y=0.5、T=850℃。基于泵浦依赖和能级图,在Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺体系上转换发光过程中所涉及的能量转移机制被详细讨论。     

上转换发光晶体β-NaYF_4∶Yb~(3+),RE~(3+)的合成方法研究进展

稀土上转换发光晶体在近红外光的激发下能够发出可见光,化学组成为β-NaYF_4∶Yb~(3+),RE~(3+)(RE=Tm,Ho和Er)的晶体是发射绿色、蓝色和红色可见光的最佳材料。综述了用水热法、热分解法和有机溶剂热法合成稀土上转换发光晶体研究现状,系统阐述了各种方法有机试剂、前驱体摩尔比、掺杂Gd~(3+)、反应温度和时间等条件对β相上转换晶体形貌和粒度的影响,并对在生物医学领域应用的粒度10 nm的核壳型上转换发光晶体合成方法以及拓展其应用领域进行了展望。     

红色荧光粉NaBaPO_4:Eu~(3+)的制备及其性能研究

采用高温固相法制备单一六方晶系红色荧光粉NaBaPO4:Eu3+。利用XRD、SEM和荧光光谱等对NaBaPO4:Eu3+粉末的理化特性进行表征,考察了激活剂Eu3+的浓度和助熔剂NH4F用量对粉末的晶体结构和发光性能的影响。结果表明:激活剂Eu3+最大掺入量为20%,助熔剂NH4F的最大掺入量为10%,采用该配比合成得到的荧光粉NaBa0.8PO4具有最好的发光性能。在最强激发波长的近紫外光(≈393nm)激发下,样品发射强的红光(≈613nm)和橙光(≈591nm)。     

出光窗口对高密度LED性能影响的研究

针对LED高密度光源,探索了出光窗口对器件性能产生影响的原因.通过热学模拟与实物样品的物理性能测试,比较不同出光窗口对器件性能与可靠性的影响.结果表明:出光窗口可以增加LED芯片的散热通道,同时也会影响LED的可靠性;出光窗口会造成一部分光能量的损失,特别是拥有荧光转化功能的窗口,会因荧光转化而产生热量,且产生的热量会因为窗口基体材料的不同呈现不同的结果;荧光转换率高且热导率高的荧光材料,应用于高密度LED器件时,可有效降低荧光转换热量,且能加快荧光转换产生热量导出的速度,提高器件的发光效率与可靠性.