Er3+和Yb3+共掺ZnS纳米晶的合成及光学性能研究

采用巯基乙酸为稳定剂水热法合成了ZnS:Er/Yb纳米晶。利用XRD、TEM、XPS和荧光光谱对合成的纳米晶进行物相、形貌、化学价态及荧光性能表征。结果表明：合成的纳米晶粒度约5nm,为闪锌矿结构;荧光光谱可知,激发波长为270nm时,发射光谱中主要出现了470 nm, 530 nm和 580 nm三个发射峰,且当合成温度为120℃时,发光峰强度最大。980nm激发纳米晶时,得到了Er离子在540 nm和 650 nm处4F3/2→4I15/2 和4F9/2→4I15/2的跃迁发射峰。     

Er~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)掺杂Bi_4Ti_3O_(12)薄膜的上转换白色荧光和铁电性能

通过化学溶液沉积法制备了Er~(3+)-Tm~(3+)-Yb~(3+)共掺杂的Bi_4Ti_3O_(12)薄膜,并研究了薄膜的上转换荧光和铁电性能.在980 nm红外光的激发下,薄膜的室温发射光谱在可见光区域显示岀4个发射带,分别是峰值为478 nm的蓝光发射带,对应Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6能级跃迁;峰值为527和548 nm的绿光发射带,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S1/2→~4I_(15/2)能级跃迁;峰值为657 nm的红光发射带,由Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和Tm~(3-)的~1G_4→~3F_4能级跃迁产生的发射带复合而成.荧光的颜色可以通过改变Er~(3-),Tm~(3+),Yb~(3+)离子的掺杂浓度加以调节.在固定Tm~(3+),Yb~(3-)浓度的Bi_(3.59-x)Er_xTm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)(BEr,TYT)薄膜中,随着Er~(3+)浓度的增加,红、蓝光和绿、蓝光的强度比均增加,Er~(3+)离子的淬灭浓度为1.75‰(摩尔分数,下同);在固定Er~(3+),Yb~(3+)浓度的Bi_(3.593-y)Er_(0.007)Tm_yYb_(0.4)Ti_1O_(12)(BETm_yYT]薄膜中,随着Tm~(3+)浓度的增加,绿、蓝光和红、蓝光的强度比均降低,Tm~(3+)的淬灭浓度为2.5‰;在固定Er~(3-),Tm~(3+)浓度的Bi_(3.98-x)Er_(0.01)Tm_(0.01)Yb,Ti_3O_(12)(BETYb,T)薄膜中,随着Yb~(3+)浓度的增加,蓝、绿光和红、绿光的强度比均增加,Yb~(3-)对Er~(3-)发射的荧光淬灭浓度小于5%,而对Tm~(3-)发射的荧光淬灭浓度大于18%.Bi_(3.5#15)Er_(0.0045)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12)薄膜上转换荧光值为(0.31,0.34),最接近标准白光的色度坐标(0.33,0.33).在不同功率的红外激光激发下,薄膜荧光的色度坐标变化幅度很小,说明薄膜具有较好的颜色稳定性.通过分析薄膜荧光的上转换机制,从Er~(3+)向Tm~(3-)有明显的能量传递发生,使光谱中红、绿、蓝光的相对强度和稀土离子的淬灭浓度发生明显变化.薄膜的铁电性能测试表有,当Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)掺杂的总浓度约为10%时(Bi_(3.5815)Er_(0.0085)Tm_(0.01)Yb_(0.4)Ti_3O_(12),薄膜的铁电剩余极化强度达到最大值,为27.8μC/cm~2.     

离子交换法制备ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为沉淀剂,采用离子交换法制备了ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶,通过XRD,TEM,HRTEM和EDS等对晶体的结构、形貌及化学成分进行了表征,利用3D荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Eu~(3+)在ZrO_2纳米晶中的发光性质。结果表明,焙烧温度在800℃以下所得的ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶主要为四方结构,晶粒尺寸约为5—20 nm,随着焙烧温度的升高,样品的晶结构发生了细微变化,从900℃开始出现了少量单斜晶,由ZrO_2:Eu~(3+)的3D荧光光谱确定了其最佳监测波长和发射波长,在394 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO_2中Eu~(3+)的590 nm(~5D_0→~7F_1)和606 nm(~5D_0→~7F_2)特征发射谱,随着相结构细微的变化,发射光谱的形状及强度均发生变化,说明ZrO_2:Eu~(3+)纳米晶的发光性质对其结构非常敏感。     

La_2O_3:Sm~(3+)纳米发光材料的燃烧法合成及其性能

通过燃烧法制备了La_2O_3:Sm~(3+)纳米材料,用XRD和TEM对其形貌结构进行了表征和分析,并研究了其发光性质。结果表明:La_2O_3:Sm~(3+)纳米材料为六角结构,颗粒尺寸约为34nm;Sm~(3+)的掺杂引起其衍射峰的位置发生略微的右移;Sm~(3+)的本征激发带位于411 nm左右;在近紫外光(411 nm)的激发下,观察到~4G_(5/2)→~6H_(5/2) (568 nm)、~4G_(5/2)→~6H_(7/2) (611 nm,强度最高)和~4G_(5/2)→~6H_(9/2) (654 nm) 3个主发射峰;发射光谱表明La_2O_3:Sm~(3+)中Sm~(3+)离子的格位对称性较低;材料样品的衰减寿命约为202μs,色度坐标约为(0.5849, 0.4143)。     

β-NaYF_4:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光材料的可控合成及其发光性能

采用水热法合成多种形貌和尺寸的NaYF4:Yb3+,Er3+上转换发光材料,探讨螯合剂、敏化剂、激活剂、氟化铵用量及水热时间对目标产物发光性能的影响规律,并通过正交实验优化Yb3+、Er3+共掺杂NaYF4上转换发光纳米材料的合成条件。采用XRD、SEM和荧光光谱对目标产物进行对比分析。结果表明:目标产物为β-NaYF4,在980 nm红外光的激发下,发出明亮的绿光,最强发射峰在542 nm。可通过改变螯合剂的种类来控制生成不同尺寸(纳米级或微米级)和形貌(管状、球形或六棱柱形)的目标产物。所制备的NaYF4:Yb3+/Er3+上转换发光材料分散性好、荧光强度高,在生物探针及生物成像等领域具有潜在的应用价值。     

Y3Al5O12基质中Sm3+离子浓度对其发光特性的影响

采用溶胶-凝胶/燃烧合成法制备不同Sm~(3+)掺量的Y_3Al_5O_(12)发光体.用XRD,PL等手段研究样品的物相结构和光致发光性能与掺杂浓度之间的关系,并探讨了Sm~(3+)的自身浓度猝灭机制.结果表明:Sm~(3+)掺量对样品晶体结构无明显影响;Y_3Al_5O_(12):Sm~(3+)样品的激发主峰位于405 nm(~6H_(5/2)→~4F_(7/2))附近,而最大发射峰在617nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2));Sm~(3+)在Y_3Al_5O_(12)基质中的最佳掺杂浓度为3.0 m01%,其自身浓度猝灭的原因主要是相邻中心的电四极一电四极相互作用引起的交叉弛豫(~4G_(5/2)+~6H_(5/2)→~6F_(9/2)+~6F_(9/2))所造成的.     

Eu~(3+)掺杂对钒酸钕纳米棒阵列形貌和荧光性能的影响（英文）

采用简单一锅水热法制备具有四方晶相的NdV04(t-NdV04)纳米棒阵列。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱仪(EDS)和选区电子衍射(SAED)技术对t-NdV04纳米棒阵列的物相、形貌和显微组织进行表征。所制备的t-NdVO_4纳米棒为单晶,长度约为100 nm,直径为25 nm,并且沿(112)晶面方向定向生长、自组装而成纳米棒阵列。研究表明,Eu~(3+)掺杂会影响NdVO_4纳米棒阵列的形成,并导致Nd~(3+)从~4D_(3/2)状态到~4I_(11/2)的最强光发射红移,并且在400 nm处急剧降低其荧光发射强度。研究结果对优化稀土钒酸盐的光致发光性能具有一定的参考价值。     

Er3 离子掺杂氧氟碲酸盐玻璃的上转换发光

制备了一种新型的单掺铒氧氟碲酸盐玻璃.研究了该玻璃系统的光谱特性,分析了Er3 离子在玻璃中的上转换机理.在室温下,通过980 nmLD激发,可观察到明亮的绿色上转换荧光.光谱测试结果表明:在近紫外和蓝光波段,存在中心波长为410,452,490 nm的发射峰,分别对应于2H9/2→4I15/2,4F5/2,3/2→4I15/2和4F7/2→4I15/2的跃迁.通过比较980 nm可调谐激光器间接激发和488 nm氙灯直接激发获得各发光能级的荧光寿命,Er3 离子在氧氟碲酸盐玻璃中的红、绿光上转换发光过程主要源于能量转移过程.     

Lu_2O_3:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米晶的制备和上转换发光性能(英文)

采用碳酸氢铵(NH4HCO3)为沉淀剂,用共沉淀法制备Yb3+和Tm3+共掺杂的Lu2O3:Yb3+,Tm3+纳米晶。研究Tm3+摩尔分数、Yb3+摩尔分数和煅烧温度对Lu2O3:Yb3+,Tm3+纳米晶的结构和上转换发光性能的影响。结果表明:所制备的纳米晶具有纯的Lu2O3相,结晶性较好。当掺杂的Tm3+浓度超过0.2%(摩尔分数)时,出现浓度淬灭效应。Tm3+和Yb3+的最佳掺杂比分别为0.2%和2%(摩尔分数)。在980nm半导体激光器的激发下,样品发射出蓝光(490nm)和红光(653nm),分别对应Tm3+的1G4→3H6和1G4→3F4跃迁。发射强度与激发功率的关系表明,Tm3+的1G4能级布居是三光子能量传递过程。随着煅烧温度的升高,上转换发光强度增强,这主要是因为随着温度的升高纳米晶表面的OH?减少和纳米晶尺寸增大。     

水热法制备YF_3:Eu~(3+)发光纳米束及其性能研究

以PEG为表面活性剂,NaF为氟源,在水热条件下合成出均一的YF3:Eu3+发光纳米束,对其结构进行了表征,并对其形成机制进行了初步探讨。XRD分析表明:样品为结晶良好的正交相YF3。透射电镜照片表明:所得样品为直径200nm,长度约800nm的YF3:Eu3+纳米束,该纳米束由直径30nm,长度70nm的纳米晶自组装而成。SAED显示所得样品为单晶结构。荧光光谱表明:在394nm的紫外光激发下,最强发射峰出现在591nm处,对应于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁,发橙红光。     

Er3 掺杂钡镓锗玻璃上转换荧光淬灭机理研究

制备了30BaO-30Ga2O3-40GeO2-xEr2O3系统玻璃,测量了Er3 在钡镓锗玻璃中的吸收光谱.分别采用488 nm,800 nm和980 nm激发不同浓度Er3 掺杂的玻璃样品,测量了Er3 的4S3/2→4I15/2荧光光谱;并利用488 nm脉冲氙灯激发,测量了Er3 的4S3/2→4I15/2荧光衰减,讨论了Er3 掺杂浓度对4S3/2能级发光强度和荧光寿命的影响.结果表明:随着Er3 浓度的增加,4S3/2→4I15/2荧光强度先增大后减小,在Er3 浓度为1%时出现峰值;而4S3/2能级的荧光寿命呈递减趋势,荧光衰减曲线的非指数成分增加.能量分析表明:Er3 的4S3/2能级和4I15/2能级之间交叉驰豫过程是上转换荧光淬灭的主要通道,而交叉驰豫过程主要源于Er3 电偶极-电偶极间的相互作用.     

新型蓝色长余辉发光材料Sr2Al6O11：Eu^2＋,Er^3＋的微波合成

在微波场作用下,首次合成了蓝色长余辉发光材料Sr2Al6O11: Eu2 , Er3 ,利用XRD对其进行晶相分析,用荧光光度计测其激发光谱和发射光谱及余辉衰减曲线,利用热释光剂量仪测定其热释光谱.结果表明:该产品为正交晶系,Pnnm空间群,a= 2.191 827 nm,b=0.840 857 nm,c=0.488 175 nm,该产品激发和发射谱均为宽带谱,在270和340 nm处有2个主激发峰,主发射峰位于460 nm,Sr2Al6O11: Eu2 ,Er3 的发光余辉可持续14 h以上,Sr2Al6O11: Eu2 ,Er3 中存在2个热释峰,一个位于49.1 ℃,另一个位于140 ℃左右.2个陷阱能级分别为0.585 eV和0.806 eV.     

Ce3+掺杂对GdAl3(BO3)4:Dy3+和GdAl3(BO3)4:Tb3+荧光粉发光性能的影响

用湿化学方法合成了Ce3 /Dy3 及Ce3 /Tb3 共掺GdAl3(BO3)4发光材料.利用X射线衍射仪对其进行了物相分析,结果表明:合成物为纯的六方相GdAl3(BO3)4微晶.利用荧光分光光谱仪进行光谱分析,测定了合成样品的激发和发射光谱.发现在紫外激发下,GdAl3(BO3)4:Dy荧光粉发射出很强的偏黄的白光,其发射峰分别位于480,575和665 nm,对应于Dy3 的4F9/2→6H15/2,13/2,11/2跃迁.掺Ce3 对Dy3 起到敏化作用,GdAl3(BO3)4:Dy,Ce发出很亮的暖白光,且强度是GdAl3(BO3)4:Dy的3倍左右.同时,在Ce3 /Tb3 共掺的样品中,由于Ce3 与Tb3 间的能量传递,Tb3 的541 nm特征峰显著增强.     

Er~(3+)掺杂位置对Er~(3+):BaTiO_3薄膜上转换发光的影响(英文)

采用溶胶-凝胶法在LaNiO3/Si衬底上制备Er3+掺杂BaTiO3薄膜。通过XRD、AFM和PL图谱分别研究薄膜的晶体结构、形貌以及上转换发光性能。结果表明,薄膜的微观结构和发光性能与Er3+掺杂晶格的位置有关。A位掺杂薄膜较B位掺杂薄膜具有较小的晶格常数和较好的结晶。PL光谱表明:A位掺杂的薄膜和B位掺杂的薄膜都于528nm和548nm处获得较强的绿色上转换发光以及在673nm处获得较弱的红光,分别对应Er3+离子的2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。相对于B位掺杂的薄膜,A位掺杂样品有较强的绿光发射积分强度以及较弱的红光发射相对强度。这种差异可以通过薄膜的结晶状况和交叉弛豫机制来进行解释。     

CeO_2:Eu~(3+)纳米晶的溶剂热合成及其发光性能

采用溶剂热技术成功合成晶粒小于100 nm的CeO_2-Eu~(3+)和CeO_2纳米晶,其中CeO_2-Eu~(3+)样品在紫外光激发下发出明亮的橙红色光.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外(FT-IR)、紫外漫反射(UV-vis)和光致发光(PL)等手段对产品的结构和性能进行分析和表征.结果表明:CeO_2-Eu~(3+)是纯立方萤石结构的单晶粉末;Eu~(3+)已成功掺入CeO_2晶格中,纳米级的CeO_2-Eu~(3+)和CeO_2的带隙能量分别是2.831和2.925 eV;CeO_2-Eu~(3+)纳米晶在593、612、632 nm处具有较强的发射峰(橙红光),而且较高的退火温度有利于提高样品的晶化度和荧光强度.     

溶胶-凝胶合成Er3 和Ho3 离子掺杂的Gd2(MoO4)3上转换发光纳米晶

采用柠檬酸与乙二醇溶胶-凝胶法合成了Er3 和Ho3 离子分别掺杂的铝酸钆Gd2(MoO4)3纳米晶.用XRD证实了产物的结构,用扫描电镜与透射电镜研究了产物微观形貌与尺寸.在980nm激光泵浦下,Ho3 掺杂Gd2(MoO4)3纳米晶发出很强的位于660nm的红光,而Er3 掺杂Gd2(MoO4)3纳米晶发出很强的位于540nm左右的红光.共掺Yb3 分别对Ho3 与Er3 起着显著的敏化作用.从发光强度与激光功率变化图中可知,Ho3 与Er3 的发光均属于双子光发光过程.     

红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的制备及发光特性

采用高温固相法合成了红色荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)。研究了Eu~(3+)离子掺杂浓度、助熔剂及Gd~(3+)共掺杂对荧光粉发光特性的影响。XRD检测结果显示,荧光粉的主晶相为Ca_3Y_2Si_3O_(12),属单斜晶系。荧光光谱分析表明:硅酸盐荧光粉Ca_3Y_2Si_3O_(12):Eu~(3+)的发射光谱包含2个主峰,峰值分别位于590和614 nm,归属于Eu~(3+)离子从~5D_0→7~F_1和~7F_2的特征跃迁。用614 nm最强峰监测,得到激发光谱为一多峰宽带(200~500 nm)。改变Eu~(3+)离子掺杂浓度发现:随着掺杂量增加,荧光粉发光强度先增加后降低,最佳掺杂量为20 mol%;讨论了几种助熔剂的影响:NaCl、CaF_2作为助熔剂,对荧光粉的发光强度影响不大,H_3BO_3作为助熔剂降低荧光粉的发光强度,而NH_4F能显著提高荧光粉的发光强度;Gd~(3+)可以作为一种很好的共激活剂,敏化Eu~(3+)离子发光。     

Dy3+掺杂γ-AlON基荧光粉的合成及其发光性能

以AlN、Al2O3、Dy2O3为原料,采用高温固相反应法在1900℃、5MPa氮气气氛条件下合成AlON:Dy3+荧光粉,研究了Dy3+掺杂离子浓度对荧光粉的物相组成和发光性能的影响。结果表明:当Dy3+掺杂浓度较低时(x=0.005～0.100)合成纯的AlON相,随着Dy3+掺杂浓度的增大(x=0.125～0.250),出现微量的DyAlO3相。该荧光粉在354nm处有最强激发,其在354nm激发下呈现3个发射峰,分别位于蓝光483nm(19F9/2→6H15/2)、黄光578nm(19F9/2→6H13/2)和红光670nm(19F9/2→6H11/2),其中在578nm处黄光为最强发射。随着掺杂离子Dy3+浓度的增大,其激发峰和发射峰的强度均表现出先增大后减小的变化规律,其中当x=0.050时,发射强度最高。     

绿色发光材料NaLa(MoO_4)_2:Tb~(3+)的微波辅助溶胶-凝胶法制备及其性质

采用微波辅助溶胶-凝胶法制备了系列绿色发光粉NaLa31-x(MoO4)2:Tb+x(x=0.02,0.1,0.15)。用X射线粉末衍射仪和荧光分光光度计等分析和表征所合成样品的物相结构和发光性质。结果表明:所合成的NaLa(MoO4)2:Tb3+晶体结构与NaLa(MoO4)2相似,属四方晶系结构;样品的激发光谱为位于250~350 nm的1个宽带,最大激发峰位于300 nm处;发射光谱由一系列尖峰组成,最强的发射峰位于544 nm处,归属于Tb3+的5D4-7F5跃迁。NaLa(MoO4)2:Tb3+的发光强度随Tb3+掺杂浓度的增加逐渐加强,当Tb3+浓度为10 mol%时发光强度最大,而后随Tb3+浓度的增加而降低,发生浓度猝灭。根据Dexter能量共振理论,该浓度猝灭系Tb3+的电偶极-电偶极的相互作用所致。通过含氧酸根阴离子(SO2-4)的掺杂有效提高了NaLa(MoO4)2:Tb3+体系的发光亮度。     

溶剂热-溶胶凝胶两步法合成(Y,Gd)(P,V)O_4:Eu~(3+),Bi~(3+)荧光粉及其发光研究

采用溶剂热-溶胶凝胶两步法合成了(Y1-z,Gd z)1-x-y(P z,V1-z)O4:x Eu3+,yBi3+系列红色荧光粉。用XRD、SEM和荧光分光光度计,对试样的晶体结构、表面形貌及发光性能进行了表征。结果表明:样品为四方晶系,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大;样品形貌均一,呈短杆状或椭圆状;激发光谱由位于250~400 nm的O2--V5+带和Eu3+-O2-带组成;最强发射峰位于619 nm,归属于Eu3+的5D0→7F2特征跃迁发射;Eu3+的最佳掺杂量为5 mol%(x=0.05);掺杂Bi3+、Gd3+、P5+后,样品发射强度得到显著提高,Bi3+的掺杂还会使激发带红移至400 nm。说明这类荧光粉是可用于近紫外芯片激发的白光LED用红色荧光粉。