可调色荧光粉LaSrZnNbO6:Bi3+,Sm3+的发光性质及Bi3+和Sm3+离子间的能量传递机理

采用高温固相法合成了系列LaSrZnNbO₆:Bi³⁺,Sm³⁺荧光粉,并对其发光性质以及Bi³⁺、Sm³⁺离子间的能量传递机理进行了研究.结果显示,当以Bi³⁺的¹S₀→ ³P₁激发位置(338 nm)激发Bi³⁺和Sm³⁺共掺杂LaSrZnNbO₆荧光粉时,在LaSrZnNbO₆荧光粉的发射光谱中同时出现了Bi³⁺和Sm³⁺的发射峰,表明在LaSrZnNbO₆基质中存在Bi³⁺→ Sm³⁺的能量传递.经计算, Bi³⁺离子和Sm³⁺离子间的能量传递效率可达到86.9%.通过改变Bi³⁺离子和Sm³⁺离子的掺杂浓度可以使LaSrZnNbO₆荧光粉的CIE色坐标由蓝光区域移动至粉白光区域,表明通过调节掺杂浓度可制备出颜色可调谐的荧光粉.     

Ca1-3x/2Al2Si2O8:xEu3+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/2Al₂Si₂O₈:xEu³⁺。X射线衍射结果表明掺杂Eu³⁺离子不会改变基质CaAl₂Si₂O₈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Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为0.05。利用上升时间测温法研究了CaAl₂Si₂O₈:Eu³⁺荧光粉的光温传感特性,结果表明:随着Eu³⁺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_0.985Al₂Si₂O₈:0.01Eu³⁺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。     

Ce3+/Tb3+双掺杂SrAl2Si2O8荧光粉的发光性能及其在测温领域的应用

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了系列荧光粉材料Sr_{1-3（x+y）/2}Al₂Si₂O₈:xCe³⁺,yTb³⁺,并通过X射线衍射（XRD）、荧光光谱和荧光强度比（FIR）测温法分析了荧光粉样品的晶体结构、发光性能及其温度传感特性。XRD分析结果表明掺杂离子Ce³⁺和Tb³⁺均占据Sr²⁺格位,并且掺杂少量的稀土离子不会改变基质的晶体结构。荧光光谱分析结果表明在近紫外光激发下,该双掺杂荧光粉的发射光谱显示出Ce³⁺和Tb³⁺离子的特征发射峰,最佳掺杂浓度的荧光粉化学式为Sr_0.865Al₂Si₂O₈:0.05Ce³⁺,0.04Tb³⁺。此外,在不同波长的监测下,测得的激发光谱形状十分相似,表明在该荧光粉中存在着Ce³⁺→Tb³⁺能量传递过程。FIR测温法计算结果表明该荧光粉的相对灵敏度随温度的升高而升高,在520 K时有最大值为0.022 4 K^-1。研究结果表明该荧光粉具备的优异光学性能和温度传感性能使其成为一种具有应用前景的测温材料。     

Ce3+共掺杂BaZn1.06Al9.94O17: Tb3+荧光粉的发光性质及其能量传递机

采用高温固相法合成了BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺荧光粉,并对其发光性能和能量传递机理进行了研究.研究结果表明:由于Tb³⁺离子的4f⁸ → 4f⁷5d¹跃迁,使得BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺的激发带中心位于230 nm处.共掺杂Ce³⁺离子后,BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺的激发光谱出现了明显的红移,在240～320 nm范围内的宽带激发归因于Ce³⁺离子的4f → 5d跃迁.由于Ce³⁺与Tb³⁺离子发生了能量传递,使得BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺中Tb³⁺离子的⁵D₄ → ⁷F_J(J=6、5、4和3)发射峰的发光强度比未掺杂Ce³⁺离子时提高了约15倍.因此,制备的BaZn_1.06Al_9.94O₁₇:Tb³⁺,Ce³⁺荧光粉可望在照明、显示器件等应用中具有良好的应用价值.     

红色荧光粉Ca3La3（BO3）5:Eu3+的制备及光学性能

由于红色荧光粉具有提高白光发光二极管（LED）显色指数以及降低色温等优点,因此开发性能优异的白光LED用红色荧光粉一直是白光LED领域研究的重要课题。通过传统的高温固相法制备了系列Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺红色荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色坐标分析了荧光粉样品的晶体结构及光学性能。实验结果表明掺杂的Eu³⁺进入了Ca₃La₃（BO₃）₅（CLBO）主晶格,并且掺杂少量的Eu³⁺的CLBO主晶格无杂相生成,得到的Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的结构与CLBO主晶格一致。该荧光粉被紫外光激发后能发射红光。通过对Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的光致发光光谱进行计算发现在不同波长光的激发下,色坐标都非常接近美国国家电视系统委员会红光标准。Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉是一种性能优异的白光LED用红色荧光粉。     

Pr3+掺杂Sr2CeO4:Eu3+发光材料的制备与性能

以硝酸铈、硝酸锶、尿素为原料,采用燃烧法制备了Pr3+掺杂Sr2CeO4:Eu3+新型发光材料,实验结果表明,当焙烧温度为1 000℃,掺杂1%Pr3+时,制备的样品为单相Sr2CeO4斜方晶系结构,晶粒尺寸为15.7nm,激发和发射光谱分别为293nm和420~550nm的宽带峰,与Sr2CeO4:Eu3+相比,掺杂Pr3+的样品的发光强度有了明显的提高,发光寿命明显增强.     

ZnGa2O4：Cr3+ 近红外长余辉荧光粉制备与光学性能研究

采用高温固相法制备了ZnGa₂O₄：Cr³⁺ 近红外（660-1300 nm）长余辉荧光粉,并系统地研究了样品的荧光、长余辉、光激励发光及热释光性能.样品的余辉激发谱测试结果显示,ZnGa₂O₄：Cr³⁺ 长余辉材料的余辉主要源自O²-Ga³⁺之间的电荷迁移跃迁激发,而非Cr³⁺离子的本征跃迁激发.光激励发光性能的研究表明,ZnGa₂O₄：Cr³⁺ 在紫外光激发的余辉完全衰减后可以被近红外光再次激发出明亮的余辉,这说明ZnGa₂O₄：Cr³⁺ 在紫外光信息写入后可以用红外光进行信息读出.根据实验测试结果采用导带电子复合发光模型对样品的发光机理进行了详细的阐述.     

Eu3+浓度对Ca3Al2O6:Eu3+晶体结构和发光性能的影响

以β-丙氨酸和尿素为燃料,采用溶液燃烧法在低温450℃下合成制备了Ca3Al2O6:Eu3+荧光粉。样品的发射光谱由位于594 nm、617 nm、653 nm及700 nm处的4组线状峰构成,分别对应Eu3+的5D0→7Fj(j=1~4)特征跃迁,其中617 nm处的峰最强,样品呈现红色发光。考察了Eu3+掺杂浓度对晶体结构和发光性能的影响。结果呈示:随着掺杂浓度的增加晶格常数逐渐减小,[O—Al—O]的对称伸缩振动Raman峰蓝移;在低掺杂浓度时荧光强度逐渐增大,掺杂6%时达到最大,之后出现浓度猝灭现象,猝灭机制为交互作用;Eu3+的5D0→7F2与5D0→7F1跃迁强度比随着掺杂浓度的增加逐渐增大,掺杂的Eu3+主要取代处于非对称中心的Ca2+。     

Sm3+掺杂BaCeO3基发光材料的制备及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了BaCeO3:Sm3+红色荧光粉,用XRD和FL分析表征了样品的结构及发光性能。研究了Sm3+掺杂量和电荷补偿剂对其发光性能的影响。所得样品为立方晶系,荧光光谱测试结果表明:Sm3+掺杂的BaCeO3在紫外波段有两个吸收带,分别位于258nm和353nm,对应于O2-→Sm3+和O2-→Ce4+电荷迁移带;BaCeO3:Sm3+在紫外波长353nm的激发下发射出Sm3+的特征光谱,其发射峰分别位于572nm、615nm和656nm处,与Sm3+的4 G5/2→6 HJ(J=5/2,7/2,9/2)电子跃迁相对应,样品发出强烈的橙红光。Sm3+的最佳摩尔掺量为0.4%,其浓度猝灭机理是Sm3+之间的离子交换作用。共掺电荷补偿剂Li+之后,BaCeO3:Sm3+的发光强度有着很大程度的提高,当Li+摩尔浓度为12%时,其发光强度达到最大。     

基质改变对Eu3+、Bi3+发光性能的影响

采用溶胶—凝胶法制备出了CaSiO₃:Eu³⁺Bi³⁺和Sr₂SiO₄:Eu³⁺Bi³⁺,对比分析了两者的激发光谱与发射光谱,探讨了基质改变对Eu³⁺、Bi³⁺发光性能的影响。结果表明Sr₂SiO₄:Eu³⁺Bi³⁺中Bi³⁺—Eu³⁺之间的能量传递效率明显高于CaSiO₃:Eu³⁺Bi³⁺中的。     

Eu3+和Dy3+共掺单基质Ba2CaWO6白色荧光粉的合成与发光性质

通过高温固相法合成了Eu³⁺和Dy³⁺共掺杂的单一相Ba₂CaWO₆的荧光粉.通过XRD和扫描电镜分析了Ba₂CaWO₆荧光粉的晶相和形貌结构.Ba₂CaWO_6：Eu³⁺荧光粉因为⁵D₀-⁷F₁/⁷F₂的能量跃迁发射很强的红光,而Ba₂CaWO_6：Dy³⁺荧光粉因为⁴F_9/2-⁶H_15/2和⁴F_9/2-⁶H_13/2的能量跃迁分别发蓝光和黄光.Eu³⁺/Dy³⁺共掺杂的Ba₂CaWO₆荧光粉发射暖白光.Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递通过发光光谱强度来研究.通过调控Dy³⁺和Eu³⁺的掺杂比例可以对Ba₂CaWO_6：Dy³⁺,Eu³⁺样品的色坐标进行有效地调节,测试的色坐标表明Ba₂CaWO_6：Eu³⁺/Dy³⁺很适合紫外激发的白光LED荧光粉.     

掺杂Li+对荧光粉YBO3:Eu3+发光性能的影响

采用反应条件温和的水热法制备Li+掺杂的YBO3:Eu3+荧光粉。通过掺入不同量的Li+研究其对荧光粉YBO3:Eu3+的物相结构、微观形貌及光致发光特性的影响。用X射线衍射(XRD),场发射扫描电镜(FESEM),荧光分光光度计及X射线能量色散谱仪(EDS)等手段表征材料性能。结果表明:Li+掺杂能够提高荧光粉YBO3:Eu3+的发光强度,最大能提高近20%。发光增强与Li+掺杂量的多少有关,同时也可能与Li+改变YBO3晶体场环境有一定关系。     

Gd2SiO5:Eu3+红色荧光粉的制备与发光性能的研究

采用高温固相法合成了Gd2SiO5:Eu3+红色荧光粉。研究了灼烧温度、保温时间、助熔剂等因素对样品发光性能的影响。采用荧光分光光度计对样品的发光性能进行了分析。结果表明:当Eu3+的掺杂浓度为0.05mol,在1300℃保温4h的条件下合成的荧光粉具有较好的发光性能。在276nm激发下,荧光粉的发射峰位于610nm附近。     

Li6(La2Ca)Nb2O12基质中掺杂Dy3+离子的发光性质研究

采用高温固相法制备了Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂:Dy³⁺荧光粉样品,通过X射线衍射分析了样品的晶体结构,并利用光谱技术研究了样品的光致荧光光谱.光谱分析结果表明,Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂:Dy³⁺的激发光谱由两部分组成:一是位于200～290 nm的一个宽带,峰值位于269 nm,属于Nb—O、Dy—O的电荷迁移带的叠加; 二是位于310～500 nm之间的系列尖锐的吸收峰,这些激发峰属于Dy³⁺的f →f跃迁.样品可被近紫外或蓝光LED有效激发.在269 nm激发下,样品在580 nm处有很强的黄光发射,色坐标为(0.470 3,0.492 7).随着Dy³⁺掺杂浓度的增加,样品的发光强度增强,当Dy³⁺浓度为10 mol%时出现浓度猝灭.     

微波辅助溶胶燃烧法制备Sr2MgSi2O7:Tb3+荧光粉

采用高温固相法和微波辅助溶胶燃烧法分别合成了Sr2MgSi2O7:Tb3+荧光粉。通过综合热分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和光谱分析等手段对试样进行表征.结果表明:微波辅助溶胶燃烧法合成的Sr2MgSi2O7:Tb3+荧光粉颗粒大小均匀,呈类球形,且合成温度比固相法降低了700℃;Sr2MgSi2O7:Tb3+荧光粉的激发光谱在300~500nm之间,主峰位于377nm处,在377nm近紫外光激发下,采用微波辅助溶胶燃烧法合成的Sr1.995MgSi2O7:005Tb3+荧光粉比高温法合成样品的发射强度高.     

Sm3+/Ho3+掺杂Lu3Al5O12基荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了Sm3+/Ho3+掺杂Lu3Al5O12基荧光粉。XRD结果显示：所合成的荧光粉具有单一相石榴石结构。荧光光谱分析表明,在蓝光激发下,Lu3Al5O12：Sm3+样品的发射光谱的峰值波长为568nm和614nm,Sm3+的最佳掺杂摩尔分数为6.3%;Lu3Al5O12：Ho3+发射光谱峰值波长为549nm,Ho3+样品的最佳掺杂摩尔分数为4%。在Sm3+、Ho3+共掺Lu3Al5O12：Sm3+,Ho3+荧光粉中,Sm3+、Ho3+均为发光中心,样品的发射光谱中同时出现单掺Sm3+、Ho3+的特征发射峰。可见,Lu3Al5O12：Sm3+,Ho3+可用作暖白光LED用荧光粉。     

新型近紫外激发单一基质荧光粉Sr2V2O7:Ln(Ln=Eu3+,Dy3+,Sm3+,Tb3+)的研究

为了研制一种具有优越稳定性能、易于合成、吸收和近紫外芯片匹配、发光效率高的LED用新型单一基质的暖白光荧光粉,采用高温固相反应法在空气氛围下制备了单一基质的Sr₂V₂O₇（SVO）：Ln （Ln=Eu³⁺,Sm³⁺,Dy³⁺,Tb³⁺）系列白光LED荧光粉.利用X射线衍射（XRD）和荧光光谱分别研究了样品的晶体结构,发光特性和能量传递机理,在350 nm的紫外激发下SVO基质自身发射黄绿色的宽光谱.荧光光谱的研究表明所有掺杂的样品都有一个基质电荷跃迁引起的近紫外激发宽带,而且SVO基质与稀土离子Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺之间都存在着能量传递.此外,根据Dexter理论,基质和4种稀土离子之间的能量传递机理都是电偶极-偶极相互作用.研究结果表明,通过稀土掺杂可以增强荧光强度、调控发光颜色、改善色温、提高显色指数,SVO：Ln （Ln=Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺）是适合近紫外芯片激发的单一基质白光荧光粉.     

Sr2SiO4：Dy3+超细荧光粉的合成与发光性能的研究

以硅酸盐为基质,通过低温燃烧法合成了Sr2SiO4：Dy3+高亮度白光LED用荧光粉。利用XRD和荧光光谱研究合成的荧光粉的结构特性和发光性能。结果表明：合成的荧光粉为斜方晶系,物相较纯。随着Dy3+掺杂浓度的增加,荧光粉的结构没有发生破坏,光谱的形状也没有发生改变。当Dy3+的掺杂浓度为2%,电荷补给剂LiOH的掺杂浓度为5%时,合成的荧光粉发光性能最佳。荧光粉可被352nm的紫外光有效激发,同时发出蓝光和橙光,混合后获得白光。     

荧光粉Ba3-x-yP4O13:xCe3+,yTb3+的光谱分析

采用高温固相法合成了Ba3P4O13:Ce3+,Tb3+荧光粉.研究了单掺Ce3+、单掺Tb3+以及Ce3+、Tb3+共掺杂时的光谱性质.发现Ce3+的激发光谱呈宽带峰,发射光谱有两个峰,且两者重叠严重,用高斯双峰拟合得到峰值为340 nm和363 nm的发射峰.Tb3+的激发光谱中以220 nm的激发峰最强,测得发射光谱为5D3、5D4能级的发射,表明在此体系中能级5D3和5D4间的无辐射跃迁过程不显著.通过Ce3+、Tb3+共掺,Tb3+的荧光发射明显增强.     

双钙钛矿结构Sr2GdSbO6:Eu3+荧光粉的制备与表征

采用高温固相法成功制备了双钙钛矿结构的Sr₂GdSbO₆:Eu³⁺红色荧光粉，并表征了其XRD、光致发光光谱和荧光衰减寿命曲线。Sr₂Gd_0.8SbO₆:0.2Eu³⁺荧光粉的XRD图谱的峰位与标准卡片峰位基本吻合，表明Eu³⁺的掺杂并未改变基质的晶体结构，Rietveld精修后的晶体参数也验证了该结果。样品的激发光谱为紫外光区的一个以340 nm为中心的宽光谱；在340 nm光源的激发下，样品的最强发射是一个中心波长为593 nm的橙红光发射波段。运用Dexter理论分析出样品的浓度淬灭机理为偶极-偶极相互作用。常温下Sr₂Gd_0.8SbO₆:0.2Eu³⁺荧光粉的荧光衰减寿命为4.202 ms，外量子效率为24.8%，升温至150℃时其外量子效率仍保持为常温下外量子效率的68.8%。经计算得到Sr₂G...