Eu~(3+)掺杂YBO_3-2SiO_2发光材料的制备及发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铕离子(Eu~(3+))的硼酸钇(YBO_3)-2二氧化硅(2SiO_2)的红色发光体,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、激发和发射光谱表征和研究了样品的结构和发光性能,确定制备该发光体所需的最佳退火温度为900℃;样品在612nm监测波长下,最佳激发波长为395nm,Eu~(3+)的最佳掺杂量为9%(摩尔百分数)。FT-IR、XRD测试表明,温度达到900℃时,晶体处于晶型转变,此时最有利于钇离子(Y~(3+))、Eu~(3+)的掺杂,样品发光最好。在1000℃时,样品大的三维网结构被破坏,不利于Eu~(3+)的掺杂和发光。     

凝胶法制备 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+).Bi~(3+)发光材料的研究

利用凝胶方法在较低温度下合成了 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光材料,通过实验确定了最佳化学组成及最佳合成条件。并用 X-射线粉末衍射图推测了结构。通过激发光谱及发光光谱的测试,研究了此种发光材料的发光性能及 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的敏化作用。     

Pr~(3+)离子激活的新型长余辉发光材料GdY_(1.46)Lu_(0.5)Ga_3Al_2O_(12)∶0.04Pr~(3+)的发光性质研究

通过高温固相法合成了镨掺杂的稀土镓铝石榴石(GdY_(1.46)Lu_(0.5)Ga_3Al_2O_(12)∶0.04Pr~(3+))。利用X射线衍射、荧光光谱、长余辉光谱、荧光衰减曲线和热释光光谱等手段,对样品的发光性质进行了系统的研究。结果表明,在254nm光源的激发下,样品GdY_(1.46)Lu_(0.5)Ga_3Al_2O_(12)∶0.04Pr~(3+)发出黄色的荧光,停止激发后,该样品发出明亮的黄色长余辉。并且,该长余辉能够持续3h以上。     

Al_2O_3:Ce~(3+)薄膜发光特性研究

用中频反应磁控溅射技术制备了Al2O3:Ce3+的非晶薄膜。这些薄膜的光致发光峰是在370～395 nm之间,它来自于Ce3+离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁。发光强度依赖于薄膜的掺杂浓度,并分析了产生这种关系的原因。Al2O3:Ce3+非晶薄膜发光特性在平板显示等领域有着广泛潜在的应用前景。     

共沉淀法制备长余辉发光材料SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的研究

用共沉淀 (CST)法制备长余辉发光材料SrAl2 O4 :Eu2 + ,Dy3+ (SED) ,用红外光谱仪 (IR)、X射线粉晶衍射仪 (XRD)、荧光光度计对制备产物进行分析测试 ,确定了用共沉淀法制备SED长余辉体的最佳条件 ,其最佳灼烧温度为 110 0℃     

Gd~(3+)、Sm~(3+)共激活La_2O_2S:Eu~(3+)的发光特性

利用高温固相反应法合成了La2O2S:Eu3+及La2O2S:EC'、Sm3+、Gd3+荧光粉,并对其进行了表征.X射线衍射测试结果表明,合成样品为La2O2S纯物相,激光粒度分析测得荧光粉的平均粒径为18μm.光谱测试表明,Sm3+、Gd3+的掺入能有效增强Eu3+的627nm发射强度,所合成的(La0.945 Gd0.01Sm0.005Eu0.03)2O2S荧光粉是一种具有应用前景的红色光致发光材料.     

酸碱制备条件对B_2O_3-SiO_2∶Tb~(3+)发光材料性能的影响

为了研究不同水解条件下制备掺杂稀土离子发光材料的发光差异,通过溶胶-凝胶法以正硅酸乙酯和硼酸三甲酯为原料,制备了稀土离子Tb~(3+)掺杂的以B_2O_3-SiO_2为基质的发光材料。通过荧光激发光谱和发射光谱分析了不同酸碱催化条件下制备材料的发光情况,结果显示酸碱二步催化下制备的材料发光性能最好。利用FT-IR、XRD等对其结构进行分析,发现在300℃退火处理后有B_2O_3晶体生成,此时激发光谱蓝移;600℃退火处理后有Si—O—B键存在,此时发光性能最好,表明B掺杂SiO_2的网络有利于材料的发光。结合结构分析在酸碱条件下的水解机理,认为酸碱二步催化法能调节正硅酸乙酯和硼酸三甲酯的水解速率,更有利于B掺杂进SiO_2结构中,使制备的材料发光性能增强。     

BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的燃烧合成及其发光特性

以金属硝酸盐和尿素为原料,采用燃烧法合成了发青绿光的BaAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料。采用XRD、SEM、荧光分光光度计等手段对其进行分析表征。研究结果表明:随着燃烧温度升高,燃烧反应加剧,副产物BaCO3的含量减少,BaAl2O4的结晶程度增加,晶粒尺寸增大。Ba-Al2O4:Eu2+,Dy3+的激发光谱和发射光谱峰值分别为310nm和500nm,均呈宽谱带特征,其发光是由Eu2+的4f65d1→4f7跃迁引起,长余辉特性主要基于Dy3+的电子陷阱作用。     

YAG:Yb~(3+),Tm~(3+)纳米晶粉体的制备及其蓝色上转换发光

以稀土氧化物、硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Yb3+、Tm3+共掺的钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)纳米晶粉体。采用X射线衍射(XRD)确定了1200℃煅烧后的晶体粉为纯YAG结构,无杂质相,晶体尺寸约为90nm;该粉体在波长为980nm的半导体激光器激发下发射出中心波长为487nm的蓝色上转换荧光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6的跃迁。发光强度和激发功率关系的研究揭示了其为双光子过程,Tm3+的激发态吸收及Tm3+、Yb3+间的交叉驰豫型能量传递和是该上转换发光的主要机制。     

V_2O_5复合薄膜材料的制备

本文采用了单壁碳纳米管(SWCNTs)与V2O5气凝胶进行复合.首先采用混酸处理的方法对SWCNTs进行预处理,然后与V2O5溶胶进行复合.V2O5复合气凝胶薄膜材料的制备过程,主要是以v205粉末、苯甲醇(BA)、异丙醇(IP)和SWENTs为原料,采用溶胶-凝胶法、提拉法镀膜和溶剂替换的方法来制备.利用紫外.可见.近红外分光光度计、傅里叶红外光谱仪、原子力显微镜、透射和扫描电子显微镜等表征手段,研究了SWENTs复合V2O5气凝胶薄膜材料的结构和热处理对薄膜性能的影响.     

980nm激发下Y_2O_2S:Ho~(3+),Yb~(3+)纳米晶可见和红外发光特性研究

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备出六角晶系结构的类球形Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶,平均粒径约40nm。在980nm LD激发下,系统研究了纳米晶在450~1 500nm宽波段范围内的发光特性。根据上转换(UCL)和下转换(DCL)测试结果,Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶发射峰位于545,655和1180nm,分别源于5F4/5S2→5I8、5 F5→5I8和5I6→5I8辐射跃迁。Yb3+离子的掺杂可显著提高Ho3+的上转换发光效率。由于纳米晶表面吸附产生的高能振动量子显著提高了5F4/5S2→5F5和5I6→5I7多声子弛豫的发生几率,使得655nm红光发射很难得到抑制。随Yb3+浓度不断增大,Yb3+→Ho3+能量传递效率提高。这不仅可以增大5F4/5S2和5I6能级的粒子布居数,使绿光和红外光发射增强,而且能在一定程度上抑制5I6→5I7多声子弛豫过程,间接削弱红光发射强度。但5F5能级的另一布居途径(5F4/5S2→5F5)使得Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶的绿红光荧光分支比(IG/IR)值仅能达到3.75。当浓度高于6%(摩尔分数)时,(5F4/5S2,2F7/2)→(5I6,2F5/2)能量反传递过程导致绿光和红光发射大幅降低,而5I6能级布居数的增大却增强了红外发射强度。上述变化导致IG/IR增势减弱,红外/红光荧光分支比(IIR/IR)不断增大。     

紫外发射荧光粉SrCO_3:Ce~(3+)的制备及其发光性质

采用微波辅助共沉淀法制备紫外发射荧光粉Sr1-xCO3:xCe3+,并利用扫描电镜、激光粒度测试、X射线衍射和荧光光谱等分析手段分别对样品SrCO3:Ce3+的形貌、粒径、物相和发光性能进行表征。结果表明:掺杂Ce3+作为发光中心进入到纯斜方晶系碳酸锶晶格中,没有导致晶体结构的变化;样品呈类球状分布,粒径范围3~8μm,中值粒径d50=5.518μm;以254、327 nm波长激发均产生峰值位于354、378 nm的宽发射谱带,位于近紫外发射区,可以应用于黑光灯等;随着Ce3+离子掺杂浓度的增大,发光强度先增加后减小,其淬灭浓度为1.5%(摩尔分数);根据Dexter理论得出样品的浓度猝灭机理为电偶极-四极相互作用。     

CaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料在自发光型人造石中的应用研究

通过研究三乙醇胺有机改性剂对内掺铕镝离子的铝酸钙(CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+))发光材料的改性机理及工艺,将包覆改性的CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料应用到人造石的合成工艺中,制备出以改性造纸白泥废料为填料,不饱和聚酯树脂(UPR)为粘结剂的自发光型人造石。掺杂20%(wt,质量分数)的CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料制得的自发光型人造石,在测试光源光照1min后的发光强度达到1497mcd/m2,抗折强度为27.5MPa,具有较好的自发光性能和抗折强度。     

Eu~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺Ba_3Lu_4O_9的发光性能研究

采用高温固相法制得稀土掺杂的镥酸钡(Ba_3Lu_4O_9)荧光粉。采用铕离子(Eu~(3+))为结构探针离子,研究了基质中稀土离子所处格位的对称性。在323~573℃温度范围内和980nm的激发下,观察到强的上转换发光绿光和红光发射,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。研究了不同温度下铒/镱(Er~(3+)/Yb~(3+))共掺Ba_3Lu_4O_9的上转换发光。并对2 H11/2和4S3/2能级的荧光强度比进行了分析,建立了上转换特性与温度的函数关系,在573℃时最大灵敏度达到0.0067℃-1。结果表明,研究的荧光材料可应用于温度传感器。     

β-NaYF_4∶Yb~(3+),Ho~(3+)@SiO_2纳米复合材料的合成及上转换发光性质

利用高温溶剂热法合成NaYF_4∶Yb~(3+),Ho~(3+)上转换纳米粒子(UCNPs),并利用反相微乳液法在纳米颗粒上包覆一层SiO_2,形成NaYF_4∶Yb~(3+),Ho~(3+)@SiO_2核壳结构(UCNPs@SiO_2)。通过XRD、TEM、傅里叶转换红外光谱及荧光光谱对所合成的材料进行表征。结果表明,UCNPs晶相为纯六方相,粒径约45nm,SiO_2成功包覆在UCNPs上,壳层厚约15nm;在980nm近红外光激发下发射542nm绿光。UCNPs@SiO_2上转换发光材料在生物成像中有潜在的应用。     

Eu~(3+)掺杂MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的制备及发光性能研究

以铜尾矿等尾矿为原料,采用烧结法制备了α-堇青石系微晶玻璃。采用X射线衍射仪、差热扫描量热仪、扫描电子显微镜和荧光表征了样品的结构和性能,并研究了Eu~(3+)在微晶玻璃中的发光性能。结果表明:堇青石微晶玻璃的最佳烧结温度为1450℃,采用二次烧结,晶化温度为1100℃,保温2.5h,样品内部有大量的晶粒状晶体;Eu_2O_3在掺杂浓度0.10%时荧光强度最好,晶化温度为1100℃时荧光强度最强,激发波长为415nm时,发射波长591nm的橙-红光。     

Yb~(3+)/Er~(3+)共掺钨钼酸盐上转换发光材料的研究

采用水热法合成了镱离子(Yb~(3+))/铒离子(Er~(3+))分别共掺杂钨酸钆银(AGWO)、钼酸钆银(AGMO),分别制得钨酸钆银∶镱/铒(AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料、钼酸钆银∶镱/铒(AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+))上转换发光材料,采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光光谱仪对合成样品的结构特征、表面形貌以及发光性能进行了表征。研究结果表明:在不同浓度Yb~(3+)和Er~(3+)共掺条件下,所得粉体样品的物相分别与AGWO、AGMO基质物相一致;随着合成条件的变化,样品具有不同的形貌:AGWO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈棒状、AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)呈粒状;在980nm激光激发条件下,可以观测到波长位于525nm、550nm处的绿色发射光谱和波长位于660nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(525nm)、~4S_(3/2)→4I_(15/2)(550nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)(660nm)特征跃迁。通过对比可发现,在Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂浓度相同的条件下,AGMO∶Yb~(3+)/Er~(3+)具有较强的发射强度。     

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.     

烧结时间对BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)蓝色发光材料的影响

采用高温固相法制备了三基色荧光灯用BaMgAl10O17:Eu2+(BAM:Eu2+)蓝色荧光粉,考察了烧结时间对BAM:Eu2+物相纯度、粉体颗粒形貌和发光强度的影响。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光光谱等表征手段,研究了样品的物相、形貌和发光强度。结果表明:在预烧温度为500℃、烧结温度为1550℃时,烧结时间对BAM:Eu2+粉体的物相纯度和颗粒形貌没有影响,但是对BAM:Eu2+粉体的发射光谱强度却有很大的影响。在254nm的紫外线激发下,随着烧结时间的延长,粉体的发射光谱强度提高。     

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.