Er3+/Tm3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃的上转换白光性质

采用高温固相法制备了Er3+/Yb3+、Tm3+/Yb3+和Er3+/Tm3+/Yb3+共掺杂的氟氧化物玻璃SiO2-Al2O3-Na2O-ZnF2,研究了980nm近红外激光激发下的上转换发光性质。研究表明,Er3+/Yb3+共掺样品呈现了上转换绿光和红光发射,Tm3+/Yb3+共掺样品呈现了强的上转换蓝光发射和弱的红光发射,Er3+/Tm3+/Yb3+三掺样品呈现了上转换白光发射。对上转换发光强度和激光功率的研究表明上转换绿光和红光发射是两光子吸收过程,上转换蓝光发射是三光子吸收过程。     

YAG晶体中Yb~(3+)对Er~(3+)的敏化作用

根据能级跃迁速率方程得出Yb,Er:YAG中各能级布居数与Er3+离子浓度的关系.并与单掺Er:YAG中各能级布居数相比较,讨论共掺Yb3+对Er3+的波长为1.64和2.94μm两荧光的影响.结合作者关于红外光激励Yb,Er:YAG能量上转换为可见光工作,提出将Yb,Er:YAG晶体研制成以半导体激光器为激励源的可见光和1.64μm红外光的双波长全固化激光器的设想.     

Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂BST铁电厚膜的制备及其上转换发光

利用丝网印刷工艺制备出稀土Yb3+/Tm3+共掺杂的Ba0.8Sr0.2TiO3铁电陶瓷厚膜,利用XRD、SEM、EDS、Raman和荧光光谱仪研究了稀土掺杂对厚膜微结构和发光性能的影响。实验发现,在低掺杂量时Yb3+、Tm3+离子在BST晶格中首先替代B位离子,高掺杂量时则同时占据A位和B位离子。掺杂后的厚膜仍表现为典型的铁电四方相结构。在800nm近红外激光激发下,共掺杂的BST厚膜中的Tm3+离子通过Yb3+离子的敏化作用在468与533nm处实现了间接上转换蓝色与绿色荧光输出,分别对应于Tm3+离子的1 G4→3 H6跃迁和1 D2→3F4跃迁。468nm蓝色荧光强度随着Yb3+、Tm3+离子比的增加先增强后减弱,在Yb3+、Tm3+离子共掺比为2∶1达到最大,并对上转换发光的机理进行了分析。     

PbO对Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃三基色上转换发光的影响

用高温熔融法制备了Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃,在TeO2-ZnO-La2O3玻璃组分的基础上,引入声子能量较低的PbO,研究了PbO对基质样品拉曼光谱以及Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换发光光谱的影响.结果表明,随着PbO含量的增加,样品的最大声子能量下降比较明显,同时样品的声子态密度也有减小趋势;在975nm波长激光二极管(LD)激励下,随着PbO含量的增加,Tm3+/Ho3+/Yb3+共掺样品上转换蓝光(480nm)、绿光(546nm)和红光(662nm)的发光强度都有明显增强,且PbO的引入对上转换蓝光发光强度的影响要大于其对绿光和红光的影响.     

热解法制备KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶荧光标记材料

采用热分解法制备了yb3+和Tm3+共掺杂的KY3F10∶Yb3+、Tm3+纳米晶,用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和上转换光谱对样品进行了表征.研究了Tm3+浓度对样品的上转换发光性能的影响.结果表明制备的样品为类球形立方相KY3F10∶yb3+、Tm3+纳米晶,粒子尺寸分布均匀,平均粒径约为13nm左右....     

蓝色荧光材料GdVO4:Tm3+的燃烧法合成及表征

采用燃烧法合成了蓝色荧光纳米晶GdVO4:Tm3+粉体.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光度计等方法对GdVO4:Tm3+的物相结构、形貌粒度、发光性质等进行了研究.结果表明:所得产物为单一的四方相结构,晶粒尺寸小于70nm.GdVO4:Tm3+能够被240～350nm的紫外光激发,在320nm波长紫外光激发下发出波长为472nm的明亮蓝光;退火温度为1000℃,Tm3+掺杂摩尔浓度在0.4%时得到的GdVO4:Tm3+纳米晶的发光特性最好.     

稀土掺杂上转换发光玻璃陶瓷的制备及性能

实验制备了一类含有SrF2∶Yb3+,Tm3+及SrF2∶Yb3+,Er3+的透明发光玻璃和玻璃陶瓷,对比研究了热处理工艺对玻璃陶瓷相组成、微观结构和光谱性能的影响规律。研究表明,玻璃陶瓷具有立方SrF2纳米晶相均匀分布于玻璃基体的复相结构,利用HRTEM可观测到SrF2纳米晶相的(111)晶面,其晶粒尺度在10~30nm之间,且该析晶相中富集有Yb3+/Tm3+和Yb3+/Er3+。基于此,玻璃陶瓷在980nm LD激光激发下的上转换发光强度较玻璃样品有较大提高。其上转换发光机制分别主要为Yb3+-Yb3+之间的合作上转换,Yb3+-Tm3+和Tm3+-Tm3+之间的交叉弛豫能量传递过程,以及Yb3+-Er3+之间的能量传递上转换。     

水热法制备GdVO_4∶Tm蓝色纳米荧光粉体

采用水热法以十二烷基苯磺酸钠为活性剂合成了蓝色纳米荧光GdVO4:Tm粉体。用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱(PL)研究不同反应时间、反应物浓度和Tm3+掺杂量等条件下所得产物的结构和发光性能。结果说明,所得的产物为单一的四方锆型GdVO4:Tm晶体,颗粒大小约为20～50nm;GdVO4:Tm能够被200～320nm的紫外光激发,在278nm波长紫外光激发下发出波长为476nm的明亮蓝光,发光强度分别在反应物浓度为0.205mol/L时、反应时间为3d和Tm3+掺杂量为2%时最高。     

Yb~(3+)∶LiYF_4激光晶体的生长与光谱性能

报道了氟化物激光晶体Yb3+∶LiYF4的单晶生长与光谱性能。按照n(LiF)∶n(YF3)∶n(YbF3)=51.5∶47.5∶1.0制备配合料,经干燥HF气氛下的固相烧结合成制备出无水Yb3+∶LiYF4多晶料;采用非真空密闭条件下的坩埚下降法成功生长出系列12 mm尺寸的透明完整Yb3+∶LiYF4单晶。采用化学分析和光谱测量表征了所生长单晶的掺杂浓度和光谱性能,结果表明,Yb3+离子已成功掺杂进入基质晶体,其有效分凝系数估算为0.455;此单晶在较宽波长范围内具有良好光学透过性,在896 nm波长激发光作用下,该单晶具有930~1 030 nm波长范围的荧光发射,其荧光衰减寿命为1 888μs。     

颜色可调Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+上转换发光材料的共沉淀制备及性能

采用共沉淀法制备Tb3+,Yb3+共掺杂Y(PO3)3上转换发光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和上转换荧光光谱仪(UPL)对制备产物的结构和性能进行表征分析.结果表明,所制备样品属于单斜晶系空间群为P21/c的Tb3+和Yb3+共掺杂Y(PO3)3晶体.在近红外光的激发下,所制备Y(PO3)3:x Tb3+,20％(摩尔分数,下同)Yb3+样品发射出Tb3+特征的蓝绿色光.Tb3+掺杂量直接影响着制备产物的上转换发光性能,当Tb3+掺杂量为2％ ～10％时,Tb3+的5 D4→7 F6发射峰分裂为481 nm和491 nm两个发射峰;当掺杂量为5％～20％时,位于547 nm处绿光发射为最强发射峰;当Tb3+掺杂量高于20％时观察到浓度猝灭现象.Tb3+/Yb3+的掺杂量比例和近红外光激发功率密度对所制备样品的上转换发光性能也有明显影响.适当调节样品中Tb3+/Yb3+掺杂比例可实现对制备的Y(PO3)3:x Tb3+,20％Yb3+样品的上转换发射蓝绿光颜色的调控.对Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+样品的上转换发光机理进行探索,其中属于Tb3+特征的5 D3→7 FJ(J=6,5,4)和5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)跃迁带发射分别属于三光子吸收和双光子吸收机制.     

高分子网络凝胶法制备YAG:Er~(3+)纳米晶粉体及其光谱性质

采用高分子网络凝胶法,在较低温度下制备了YAG:Er~(3+)纳米晶粉体.分别用热重-差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及激发和发射光谱对样品进行了表征.结果表明:石榴石晶相的形成温度为880℃,与YAG纳米晶粉体相比,用Er~(3+)代替Y~(3+)后,YAG:Er~(3+)纳米晶粉体还是以石榴石晶相为主,未发生明显变化;YAG:Er3~(3+)纳米晶粉体有丰富的吸收谱线,并且在260nm激发光激发下YAG:Er~(3+)纳米晶粉体可以发射出377nm紫光,可以作为紫光光源的考虑对象.     

Er3+/Yb3+共掺氟硅酸盐玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为

本文报道了一类组成为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2-3YbF3-0.05ErF3(mol%)的氟氧化物玻璃陶瓷的制备及其量子剪裁发光行为。XRD和TEM分析结果显示,玻璃陶瓷中均匀分布有尺度10~40nm的SrF2析晶相。光谱研究表明,玻璃陶瓷在Er3+激发峰波长377nm激发下存在Er3+向Yb3+的有效能量传递,可实现包括量子剪裁效应在内的波长变换功能。随着热处理温度的升高,玻璃陶瓷的近红外977nm发光逐渐增强,荧光寿命显著增长。     

Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2上转换发光的增强作用·

采用非水性溶胶-凝胶法制备了0.1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)、0%～2%Li~+共掺杂TiO_2粉末,在980nm半导体激光器(LD)激发下获得了中心波长526nm、550nm的绿色和663nm的红色上转换发光.Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2的相结构未产生影响,但极大增强了上转换发光强度.随Li~+共掺杂摩尔分数的逐渐增大,绿色和红色上转换发光强度先增大后减小,当Li~+摩尔分数为1%时,上转换发光强度达到最大,绿色和红色上转换发光强度分别比掺Er~(3+):TiO_2提高了约330倍、30倍和60倍.Er~(3+)Li~+共掺杂TiO_2粉末的绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程.Li~+共掺杂不改变Er~(3+)的上转换发光机制,但破坏了Er~(3+)的局部晶体场对称性,影响了Er~(3+)内部4f能级的跃迁几率,导致上转换发光强度增强.     

B位Zr~(3+)掺杂CaTiO3_:Pr~(3+)红色发光材料的发光性能研究

制备了不同Zr/Ti比的CaTi1-xZrxO3∶Pr3+(x=0～0.07)系列红色发光材料。采用X射线衍射检测了样品结构,测量了样品的激发光谱、发射光谱和反射光谱特性,讨论了B位Zr掺杂对CaTiO3∶Pr3+发光性能的影响。结果表明,Zr掺杂使样品在612nm处的红光发射强度大大提高。当x=0.025时,样品发光强度达到最强,是CaTiO3∶Pr3+发光强度的299%。发光强度的提高是由于Zr的加入使基质中电荷转移态位置处于导带和Pr3+的4f5d能级之间,使能量传递通道得到增加而导致的。     

The properties of upconversion luminescence on YAIO3:Er(3+) nanophosphors with different Er(3+) concentrations

We report the properties of upconversion luminescence on Yttrium aluminum perovoskite (YAIO3) doped with trivalent erbium at concentrations of 1, 2, 3, 5 and 7 mol%. The samples were synthesized by solvo-thermal reaction method and the XRD patterns conforms that the YAP:Er(3+) nanophosphors have orthorhombic phase. Efficient green and red upconversion (UC) emission of YAP:Er(3+) nanophosphors was measured under the excitation of 975 nm continuous wave diode laser, and its dynamics and pump power dependence were investigated. As concentration of Er(3+) ion increased from 1 to 7 mol%, the red UC emission increased more rapidly. It is attributed to the energy transfer (4I(11/2) --> 4I(15/2):4I(13/2) --> 4F(9/2)) and to the cross relaxation (4S(3/2) --> 4I(9/2):4I(15/2) --> 4I(13/2)) between Er(3+) ions. In this case, the green and red emissions were yielding from quadratic to linear. These conclusions obtained are confirmed by theoretical investigations based on steady-state rate equations.     

Ce~(3+)激活的锂-6玻璃闪烁体发光及核物理性能的研究

选取Ce~(3+)为激活剂离子,锂-6和硼-10为靶核核素分别研制了可用于热中子探测的玻璃闪烁体,并系统研究了其发光性能及部分核物理性能.研究结果表明,Ce~(3+)激活的锂-6玻璃闪烁体具有较长的发射波长(390nm),较短的衰减时间(46.9ns)以及良好的γ射线甄别性能和温度效应,是探测热中子优良的玻璃基质材料.靶核核素与激活剂离子在锂-6玻璃闪烁体中均有一较佳的浓度范围,浓度过大将产生不同程度的淬灭效应.     

Ce~(3+)和Y~(3+)掺杂对Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

在还原气氛下,采用高温固相法合成了Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Rs~(3+) (R~(3+)=Ce~(3+),Y~(3+))系列荧光粉.结果表明,少量稀土离子的掺入没有改变晶体的物相结构.在Ca_2MgSi_2o_7:Euz~(2+)荧光粉中,Ce~(3+)和y~(3+)的掺入对荧光强度的影响较大,且与掺杂元素、掺杂量相关.当掺杂Ce~(3+)和Y~(3+)的量分别为0.007mol和0.05mol时,所得荧光粉在532nm处的发光强度分别是未掺杂时的127%和117%.结果表明,在Ca_2MgSi_2O_7中Ce~(3+)与Eu~(2+)存在能量传递,Ce~(3+)的加入显著敏化了Eu~(2+)的发光,导致荧光强度的进一步提高;Y~(3+)的掺杂可以使荧光粉的粒径减小,并导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu~(2+)发光,从而使荧光强度进一步提高.     

Gd~(3+)对(Y,Gd)BO_3:Eu~(3+)发光性质的影响

采用共沉淀法制备了YGB:Eu~(3+)红色荧光粉.XRD研究表明,Gd~(3+)的掺入使其晶胞参数增加,并引起一定程度的晶格畸变.YGB:Eu~(3+)中Eu~(3+)的VUV激发发射主要借助于基质吸收,而CTS亦起一定作用.YGB:Eu~(3+)的基质吸收带与CTS均有一定的红移,强度有一定变化.在UV区存在Gd~(3+)→,Eu~(3+)的能量传递.由于Eu~(3+)5s5p轨道对晶场的屏蔽作用,Gd~(3+)浓度基本不影响发射峰的位置.Gd~(3+)浓度的增加,色纯度有一定的改善.Gd~(3+)的掺入影响了晶体对称性并使晶体中A格位数目增加是主要原因.适度的晶格畸变有利于基质对能量的吸收,使Eu~(3+)辐射效率达到最大,适宜的Gd~(3+)的浓度约为0.3mol.     

白光LED用YAG:Ce~(3+)荧光粉制备及其性能研究进展

系统介绍了YAG:Ce~(3+)荧光粉制备技术的研究现状,综述了目前制备中应用较多的溶胶-凝胶法、沉淀法、喷雾热解法、燃烧法、固相法等几种方法的国内外新进展,并对其优缺点进行了综合比较.分析了掺杂以及电荷补偿、助熔剂、包覆及热处理与使用温度等因素对荧光粉发光性能的影响,阐述了白光LED用YAG:Ce~(3+)荧光粉性能的研究进展及发展趋势.     

表面效应对YAG:Eu3+纳米晶发光特性的影响研究

分别采用沉淀法和燃烧法制备了YAG:1%Eu3+纳米晶粉末,用XRD和TEM对样品进行了结构分析和形貌表征。室温光谱分析表明,其发射主峰位于590nm,来源于5 D0→7F1跃迁,另外来源于5 D0→7F4跃迁的709nm发射也较强。另外发现,燃烧法制备的样品在不同激发波长激发时,发射光谱峰形有显著变化。对沉淀法制备的纳米微粒经盐酸"浸蚀"表面修饰后,发现395nm激发时,676nm和693nm发光显著增强,而且693nm发射的激发谱中存在两个宽激发带。对表面修饰后样品的变温发光特性研究发现,随着温度的降低,676nm发射显著增强,而693nm发射显著减弱。对于上述现象通过纳米微粒的表面效应和缺陷态进行了分析和解释。