Yb3+,Tb3+共掺杂Sr2B2O5荧光粉的制备及其下转换发光性能的研究

采用高温固相法合成了Tb³⁺, Yb³⁺共掺杂的Sr₂B₂O₅荧光粉。通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对样品的物相结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明, 合成样品为单斜结构的Sr₂B₂O₅相。分别使用543 nm和980 nm的监测波长, 得到的激发光谱均在354 nm、374 nm处有较强的激发峰, 其中374 nm处最强, 说明Sr₂B₂O₅荧光材料在近紫外光区对太阳光有很强的吸收; 在374 nm( Tb³⁺:⁷F₆→⁵D₃) 紫外光激发下, 观察到Tb³⁺: ⁵D₄→⁷F_J ( J = 6, 5, 4, 3) 可见光区发射光, 并检测到Yb³⁺: ²F_5/2→²F_7/2的近红外发射光。通过研究激发光谱和发射光谱与Yb³⁺掺杂浓度的关系, 发现在单斜晶体Sr₂B₂O₅中, Yb³⁺具有很高的猝灭浓度。     

Eu3+掺杂Lu3Al5O12球形荧光颗粒的合成及性能研究

以尿素为沉淀剂, 通过均匀沉淀技术制备前驱体颗粒, 经后续煅烧获得分散性能良好的球形(Lu_0.95Eu_0.05)₃Al₅O₁₂((Lu_0.95Eu_0.05)AG)荧光颗粒。通过调整尿素浓度实现了球形荧光颗粒尺寸的可控合成。在此基础上, 采用 FT-IR、TG/DTA、XRD、FE-SEM、TEM和PLE/PL对材料的合成、物相形成及荧光性能等进行一系列表征。分析结果表明: 前驱体经较低的温度1100℃煅烧即可获得(Lu_0.95Eu_0.05)AG球形荧光颗粒, 且该荧光颗粒具有高的理论密度, 适于闪烁体材料的应用。在235 nm电荷迁移带(CTB)的激发下, (Lu_0.95Eu_0.05)AG石榴石于592 nm (Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁磁偶极子跃迁)处呈现优异的橙红光发射, 其色坐标为(0.63, 0.37)。该荧光颗粒的发光强度随颗粒尺寸的增大而增强, 荧光寿命随颗粒尺寸的增大而缩短。球形(Lu_0.95Eu_0.05)AG石榴石颗粒有望成为一类新型荧光材料, 广泛应用于照明及显示领域。     

YVO4∶Eu3+,Bi3+红色荧光粉的水热合成及其荧光性能

以Y₂O₃、Eu₂O₃、Bi(NO₃)₃·H₂O、浓HNO₃、偏钒酸铵、氨水、无水乙醇和一缩二乙二醇为原料,采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成YVO₄: Eu³⁺, Bi³⁺纳米颗粒。使用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱(FL)等手段对产品进行了表征和分析。结果表明：合成的样品为YVO₄: Eu³⁺, Bi³⁺纳米颗粒,均具有四方晶相结构,其微结构随反应溶液的的pH值变化。YVO₄: Eu³⁺, Bi³⁺纳米颗粒在619 nm处有较强的红光发射(电偶极跃迁⁵D₀→⁷F₂),在594 nm有较弱的橙光发射(磁偶极跃迁⁵D₀→⁷F₁)。随着Eu/Bi比值的增大材料的荧光先增强后减弱,在Eu/Bi比值为5时样品的红光发射最强。溶液的pH值影响YVO₄: Eu³⁺, Bi³⁺纳米晶的发光强度,其中pH值为10时的样品其红光发射最强。并探讨了YVO₄: Eu³⁺, Bi³⁺纳米晶的发光机理。     

Yb3+-Tm3+共掺BiOBr纳米晶的近红外上转换发光特性研究

采用水热法合成了Yb³⁺-Tm³⁺共掺BiOBr纳米晶, 研究了其上转换发光性能。在980 nm光激发下, 样品中Tm³⁺离子实现了³H₄→³H₆、¹G₄→³F₄和¹G₄→³H₆跃迁, 进而发出强烈的近红外光(801 nm)和较弱的红光(655 nm)与蓝光(485 nm)。探讨了样品的上转换发光机理, 上转换发光强度与激发功率的关系表明在980 nm激发下Tm³⁺的蓝光和红光发射为三光子过程, 而近红外发光为双光子过程。随着Yb³⁺浓度增加, 近红外发光显著增强, 近红外光与蓝光(I_{801 nm}/I_{485 nm})的发光强度比高达71.4。研究结果表明, Yb³⁺-Tm³⁺共掺BiOBr纳米晶在生物荧光标记领域具有潜在的应用前景。     

Ba3Gd(PO4)3:Eu3+荧光粉的合成及发光性质

采用高温固相反应法合成了不同Eu³⁺掺杂浓度的Ba₃Gd(PO₄)₃荧光粉。利用X射线衍射对产生的晶体结构进行了分析, 证实产物为纯相, Eu³⁺的引入没有导致晶体结构的改变。利用Van Uitert模型对⁵D₀能级荧光的浓度猝灭行为进行了研究, 发现浓度猝灭是由于Eu³⁺间交换相互作用所导致。分析了⁵D₀荧光发射的温度依赖, 给出了荧光温度猝灭行为符合横向穿越模型, 并通过非线性拟合获得了激活能。利用Eu³⁺的发射光谱和荧光衰减数据, 计算了⁵D₀→⁷F_J辐射跃迁速率及荧光分支比, 同时得到了光学跃迁强度参数。     

镨掺杂钛酸钙/云母钛荧光效果珠光颜料的制备及其性能研究

采用液相沉积法在云母基材表面双层包覆二氧化钛和镨掺杂氢氧化钙, 经高温煅烧在两层之间生成镨掺杂钛酸钙(CaTiO₃:Pr³⁺)荧光层。通过荧光分光光度计、全自动色差计、X射线粉末衍射仪和冷场扫描电子显微镜测试样品的性能。结果表明, 当氧化钙理论包覆率为5.3%、镨浓度相对硝酸钙为0.2mol%、煅烧温度为900℃时, 样品表面均匀、致密, 具有较好的珠光性能和荧光强度, 样品的激发光谱由264、304和380 nm三个激发峰组成, 最大发射波长主峰位于613 nm, 呈红光发射, 对应于Pr³⁺的¹D₂→³H₄跃迁。     

(Lu0.5In0.5)2O3:Tm3+,Yb3+超细粉末的合成和上转换发光

先用液相沉淀技术合成Lu/In/Tm/Yb四元体系水合碱式碳酸盐类沉淀前驱体,然后将其在1100℃煅烧制备出一系列类球状平均粒度约为110 nm的[(Lu_0.5In_0.5)_0.999-xTm_0.001Yb_x]₂O₃ (x=0~0.05)氧化物固溶体。在980 nm泵浦激光激励下这种氧化物粉体在可见光区发射出强烈的蓝青光(450~510 nm,源于Tm³⁺离子4f¹²电子组态内¹D₂→³H₆,³F₄电子跃迁)和较弱的红光(650~670 nm,源于Tm³⁺离子的¹G₄→³F₄电子跃迁),二者的上转换过程均为双光子吸收。随着Yb³⁺离子浓度的提高1931CIE色坐标上的发射光颜色逐渐由绿光(0.31, 0.54)移向蓝光(0.01, 0.19)。Yb³⁺离子共掺提高了Tm³⁺离子的上转换发光强度,其最佳含量为2.5%。发射474 nm蓝光和654 nm红光的粉体,其荧光寿命分别约为0.84和0.97 ms。     

Li2B4O7:Eu3+荧光体的合成及表征

利用Li₂B₄O₇作为基质,掺杂稀土元素Eu³⁺,在空气中合成了Li₂B₄O₇:Eu³⁺荧 光体.探讨了体系的烧结条件,分析了晶体结构,并研究了该体系的荧光性质.结果表明,体 系中同时存在着[BO₄]和[BO₃]结构;稀土离子Eu3+的发光以电偶极跃迁⁵D₀-⁷F₂为主,处 于非中心对称的格位上,并且可以很好地存在于基质中.     

混合尖晶石型Zn6Ga8TiO20:Cr3+荧光粉的合成、结构表征与发光性能

采用高温固相法合成新型红色荧光粉Zn₆Ga_8-xTiO₂₀:xCr³⁺。用XRD、XRF和TEM对样品的成分和晶体结构进行表征, 发现所合成的荧光粉为单一的混合尖晶石结构, Cr³⁺能有效地掺杂进入基质Zn₆Ga₈TiO₂₀中, 并占据八面体格位。荧光光谱分析表明, 激发谱由四个峰组成, 峰值分别为281、337、420和555 nm, 其中281 nm对应Cr³⁺离子的⁴A₂→⁴T₁(4P)跃迁, 337 nm来自O^2-的2p轨道电子向Ga³⁺的4s4p轨道迁移跃迁, 420和555 nm分别对应Cr³⁺离子的⁴A₂→⁴T₁和⁴A₂→⁴T_2g的跃迁。发射光谱是由²E→⁴A₂的跃迁辐射零声子线(689 nm, R锐线)、处于畸变的环境中Cr³⁺发射的N线(696 nm)以及由晶格振动导致的声子伴随发射峰组成。这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉。     

Lu2.94Al5O12:0.06Ce3+绿色荧光粉的制备及光致发光

采用高温固相法制备了Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱(PL)对样品的物相、形貌及发光性能进行了表征。结果表明,所合成的Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉为立方晶系,表面为类球形。激发光谱中,位于340和450 nm的激发峰分别归属于4f的两个能级到5d能级的跃迁而产生的吸收,340 nm处的激发峰是由于发光是由于²F_5/2到5d的跃迁,而450nm处的激发峰是由于²F_7/2到5d的跃迁。发射光谱中,位于525 nm的发射峰对应Ce³⁺的4f-5d电子跃迁。当Ce₃₊掺杂量为6%,1500℃煅烧5 h时,Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉CIE色坐标为(0.3683,0.5959),是一种可以用作白光LED的绿色荧光粉。     

Spectral properties of Eu-activated yttrium oxysulfide red phosphor

The effects of Eu on the spectral properties of Y₂O₂S have been investigated. The Y₂O₂S:Eu phosphor powders were prepared with a flux fusion method and electrophoretically deposited on an ITO-coated glass substrate to form a thin layer. Both cathodoluminescence and photoluminescence emission spectra of Y₂O₂S:Eu were measured. The highly intense emission lines at 616 and 626 nm are attributed to the transition from ⁵D₀ to ⁷F₂ levels. The color of Y₂O₂S:Eu phosphor varies from orange to red as the Eu concentration increases from Eu/Y=0.025 (molar ratio) to 0.06. The luminescence decay times are shorter than 1.1 ms for Eu concentrations ranging from 0.025 to 0.06 (Eu/Y molar ratio). The luminescent color becomes redder but less bright as the Eu concentration is increased.     

柔性Eu3+掺杂SiO2纳米纤维薄膜的制备及其发光性能

采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术制备了柔性Eu³⁺掺杂SiO₂纤维薄膜, 采用SEM、XRD、FT-IR、TG和PL等测试方法对材料进行表征。Eu³⁺掺杂SiO₂纤维薄膜在热处理后纤维直径变小, 纤维表面平滑无粘连。通过控制升温速度, 纤维薄膜经热处理后仍具有较高的力学强度, 750℃热处理后其拉伸强度可达4.31 MPa, 经过多次弯曲仍能保持原样。在392.6 nm光源激发下, Eu³⁺掺杂SiO₂纤维薄膜在570~670 nm附近呈现出来自于⁵D₀→⁷F_J的发射峰。当Eu³⁺掺杂浓度为8mol%时, 经过750℃热处理后Eu³⁺掺杂SiO₂纤维薄膜的发光强度达到最大值。     

Spectroscopic study of Eu(fod)3 complex adsorbed on an amorphous silicon inorganic–organic hybrid

By using tetraethylorthosilicate (TEOS) and N-[3(trimethoxysilyl) propyl]-ethylenediamine as precursors, an inorganic–organic hybrid is synthesized, which is employed as a substrate to adsorption and hence spectroscopic study of the Eu(fod)₃ complex. Eu(fod)₃ and the silicon hybrid were mixed in stoichiometric amounts to produce samples with 1%, 5% and 10% (m/m) of adsorbed complex, with the matrices being pressed at 380 mPa for 0.5, 30 and 60 min. It is verified that the intensity of the ⁵D₀→⁷F₂ emission band decreases as the percentage of complex is increased, which is interpreted as consequence of the modification of the coordination sphere of the complex.     

微米级椭球形掺铕羟基磷灰石的发光和细胞毒性研究

利用碳酸钙模板和离子交换过程成功制备了一种新型掺铕羟基磷灰石微球。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、感应耦合等离子体(ICP)、光致发光谱和体外MTT实验对微球物化性能、发光性和细胞毒性进行了表征。研究结果显示: 掺铕羟基磷灰石微球呈椭球形, 直径约为2.5 μm, 长度约为7 μm, 并具有刺猬状表面; 在晶体结构上与纯相六方羟基磷灰石相同, 具有高结晶性; 铕离子成功进入羟基磷灰石晶相。同时, 研究还表明该掺铕羟基磷灰石颗粒在紫外光激发下显示出红色荧光。光致发光光谱表明铕离子的⁵D₀→⁷F_1-4跃迁明显在光致发光活性中具有重要作用。体外细胞毒性实验结果显示: MC3T3-E1小鼠胚胎骨细胞在掺铕羟基磷灰石浸提液中能够持续增殖, 没有细胞形态上的变化, 并且细胞相对增值率计算结果表明该掺铕羟基磷灰石细胞毒性等级为1级。     

Effect of heat treatment on photoluminescence behavior of BaMgAl10O17:Eu phosphors

The blue phosphor of BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ (BAM) powders were prepared by solid-state reaction. The thermal degradation of BAM phosphor significantly reduces the intensity of the blue emission. BAM is reduced by an amount of 50% after heating at around 800 °C for 1 h. Photoluminescence (PL) excitation and emission spectra showed that the blue emission of 450 nm peak decreased with increasing annealing temperature. The ⁵D₀→⁷F₁ and ⁵D₀→⁷F₂ transition of Eu³⁺ were observed at 590 and 615 nm emission lines over 1100 °C. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum also detected two signals of Eu²⁺, corresponding to g=3.7156(9) for 88 mT, and g=2.9507(9) for 133 mT. X-ray absorption near edge structure (XANES) spectrum decreased the intensity of Eu²⁺ for 6977 eV with increasing annealing temperature, while high-energy peak of Eu³⁺ for 6984 eV was increased. The combined use of X-ray and neutron data by the Rietveld refinement appears to support that the secondary phase of EuMgAl₁₁O₁₉ magnetoplumbite structure in BAM may be formed by heat treatment.     

Eu掺杂KNN陶瓷的制备及可调性发光研究

稀土离子掺杂铁电陶瓷是一类新型光致变色材料, 在光开关、光信息存储等领域具有潜在应用价值。本研究采用水热法制备了(K_0.5 Na_0.5)_1-xEu_xNbO₃(KNN:xEu)前驱体粉体, 随后利用高温烧结得到对应陶瓷样品。在465 nm激发下, 观察到615 nm处有强的红色发光, 对应于Eu ³⁺的 ⁵D₀→ ⁷F₂跃迁。通过紫外光照射, KNN:Eu陶瓷从乳白色变为深灰色。随后经过200 ℃加热10 min, 着色陶瓷又变回到初始颜色, 显示出良好的光致变色行为。紫外照射和反复加热循环可以有效调控该陶瓷的发光强度。且经过多次循环之后, 发光强度没有明显衰减。在紫外光照射下, KNN:0.06Eu陶瓷发光强度的可调比(ΔR_t)高达83.9%, 说明发光具有良好的可调性。进而结合发光中心和色心之间的能量转移, 对KNN:Eu陶瓷的光致变色和发光机理进行了解释。     

Temperature dependent luminescence in (Eu, Dy) doped tellurite glass

This short paper reports both the photoluminescence and the lifetime measurements of a prominent emission transition (⁵D₀→⁷F₂) of Eu³⁺ both in the presence and absence of the codopant rare earth ion (Dy³⁺) in an optical glass of the composition (79−x)TeO₂+6AlF₃+15LiF+xLn₂O₃ as a function of temperature down to 10 K.