白色荧光粉Ba_2B_2O_5:Ce~(3+),Mn~(2+)的发光性能及能量传递

采用高温固相法制备了系列荧光粉Ba_2B_2O_5:Ce~(3+),Mn~(2+),研究了材料的发光性能。结果表明:Ba_2B_2O_5:Ce~(3+),Mn~(2+)在250~400 nm范围内有较强的吸收,且Ce~(3+)到Mn~(2+)存在能量传递,当Mn~(2+)掺杂量合适时,材料发射白色光。Ce~(3+)到Mn~(2+)的能量传递机理为电偶极–电偶极相互作用,利用浓度猝灭方法计算得到了能量传递的临界距离为1.33 nm。测得Ba_2B_2O_5:0.03Ce~(3+),0.07Mn~(2+)的色坐标为(0.309,0.292),色温为6 036 K。当测试温度为150℃时,材料的发射强度仍可以保持为室温时的80.0%。表明Ba_2B_2O_5:Ce~(3+),Mn~(2+)在紫外基白光LEDs领域有一定的潜在应用价值。     

Sr_(2-x)Ca_xMgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料发光颜色及余辉性能的调控

通过高温固相法制备出一系列Sr_(2-x)Ca_xMgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)(x=0,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0)长余辉发光材料,并对样品进行测试和分析。X射线衍射分析结果发现,随着Ca~(2+)离子含量的增加,样品的衍射峰逐渐往高角度移动,表明该基质晶格发生变化,晶体场发生改变。光致发光图谱显示,随着Ca~(2+)离子含量的增加,样品的发射波段出现红移。采用双指数函数对样品的余辉衰减曲线进行拟合,结果显示样品的余辉衰减寿命随着Ca~(2+)离子含量的增加逐渐减小。     

纳米CuO对SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉荧光材料的光学性能影响

以SrAl_2O_4为基质,一定浓度的Eu~(2+)离子和Dy~(3+)离子为激活离子,通过在基质材料中添加不同比例的纳米CuO,采用传统高温固相反应法制备出具有一定长余辉效果的荧光材料,并详细研究了纳米氧化铜含量对SrAl_2O_4荧光材料的光学性能影响。借助X-射线衍射仪分析制备样品的物相及纯度;通过扫描电子显微镜表征样品的显微形貌变化;采用荧光光谱仪分析样品的光致发光性能。结果显示:利用该方法烧制的荧光粉末其物相主要为SrAl_2O_4;添加纳米氧化铜的荧光样品的颗粒与对照组相比结晶程度更高且晶界明显;在添加纳米氧化铜的各组样品均呈现Eu~(2+)对应的绿光发射;伴随纳米氧化铜添加量的增加,其荧光强度先升后降。     

溶胶-凝胶法制备Y_2O_2S:Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)红色长余辉发光粉及其发光特性

以金属硝酸盐和钛酸丁酯为原料,乙酰丙酮为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备了Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉发光粉体。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对不同温度合成的样品性能进行测试与表征。结果表明:干凝胶在600℃保温2 h生成了立方相的前驱体Y2O3:Eu3+,Mg2+,Ti4+。前驱体在1050～1150℃硫化后的产物为Y2O3与Y2O2S的混合相,在1 200℃时,硫化生成纯相的Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+,产物平均粒径约为150nm,1300℃时再次出现Y2O3相。与高温固相法相比,溶胶-凝胶法制备的样品主激发峰出现蓝移,主发射峰位于616nm和626nm处,对应于Eu3+的5D0→7F2跃迁;硫化温度为1200℃时,样品的余辉时间为40min。     

溶胶-凝胶法制备SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)纳米发光材料

采用溶胶 -凝胶法在低温、还原气氛下制备了SrAl2 O4∶Eu2 ,Dy3 纳米长余辉光致发光材料。XRD分析表明 ,当焙烧温度为 80 0～130 0℃时 ,所合成的样品为SrAl2 O4单斜晶系晶体结构 ,晶格常数为 :a =0 .8442 4nm ,b=0 .882 2nm ,c =0 .5 160 7nm。 110 0℃以上观察到样品长余辉发光。激发光谱与发射光谱分析表明 :发射光谱是峰值位于 5 2 3nm的宽带谱 ,激发光谱是峰值在 2 40 ,330 ,378,42 5nm的连续宽带谱。样品在自然光照射后持续发出明亮的绿光。样品的合成温度从 110 0℃增加到 130 0℃ ,样品的颗粒尺寸不断增大。TEM和电子衍射分析表明 ,110 0℃烧结 4h的SrAl2 O4∶Eu2 ,Dy3 纳米粉末为结晶相 ,粒径为 30～ 40nm。     

水解对SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)稳定性的影响(英文)

研究了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料在模拟潮湿环境条件下的稳定性。采用了2种模拟环境方法对样品进行了预处理。第1种方法为样品于室温条件下在去离子水中浸泡3d;第2种方法为样品在70℃的水中浸泡10h,或者经过人工加速老化试验制备产物。结果显示:第1种方法的预处理产物没有发生明显的分解,然而与未经处理的样品比较,发现其发光强度和发射光谱的峰值位置都发生了变化。而通过第2种预处理方法得到的产物发生了明显的分解分层。将溶液过滤蒸干得到两层的粉末状固体,分别记作上层产物和下层产物。通过X射线衍射和X射线能谱分析产物晶体结构,上层产物是Sr3Al2(OH)12,下层产物是Sr3Al2(OH)12和SrAl3O5(OH)的混合物。下层产物具有长余辉特性,为SrAl3O5(OH)∶Eu2+,Dy3+发光,发射光谱峰值位于485nm,而原样品SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+的发射光谱峰值为520nm。实验结果表明SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料在高温或潮湿条件中应用时,需要进行包膜处理。     

Eu~(3+)掺杂SiO_2/B_2O_3发光材料的制备及发光性质

本文采用溶胶-凝胶法在常温下制备了稀土Eu~(3+)掺杂摩尔百分比为9%的Eu~(3+)-SiO_2、Eu~(3+)-B_2O_3和Eu~(3+)-SiO_2-B_2O_3材料,并通过IR、荧光光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。比对三种不同基质下Eu~(3+)的发光性能,Eu~(3+)-SiO_2材料在800℃退火后的材料的发光性能最好,Eu~(3+)掺杂的B_2O_3和SiO_2-B_2O_3为基质的材料发光性能减弱,说明B_2O_3虽然是较好的荧光基质,但是制备方法,混合比例尚需要深入摸索。     

煅烧温度对白色发光材料Y_2O_2S:Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)发光性能的影响

采用溶胶-疑胶法及后续硫化过程制备了Y_2O_2S:(Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+))白色长余辉发光材料,研究了煅烧温度对样品的物相、发射光谱、余辉衰减等性能的影响。结果表明:在不同煅烧温度下样品的物相均为纯Y_2O_2S相。用262 nm波长光激发样品,不同煅烧温度下制备的样品中Tb~(3+)和Eu~(3+)发射峰的位置与形状基本相同,其中位于416 nm处蓝光与544 nm处黄绿光的主发射峰归属于Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5与~5D_4→~7F_5跃迁,位于626 nm处红光的主发射峰归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,混合产生白光。在烧结温度为1200℃下制备的样品有最佳的色度坐标值(0.295,0.300)和余辉时间值1051s(≥1 mcd/m~2)。     

Ca_3Sc_2Si_3O_12:Ce~(3+),Nd~(3+)近红外荧光粉的制备和发光性质

利用高温固相法在弱还原气氛中制备了Ca3-x-ySc2Si3O12:xCe3+,yNd3+近红外发光荧光粉。用X射线衍射确定了样品的相结构,并研究了样品的可见及近红外激发和发射光谱,发光强度,荧光寿命等随Ce3+,Nd3+掺杂量的变化。结果表明:Ca3-x-ySc2Si3O12:xCe3+,yNd3+体系中Ce3+的发射光谱和Nd3+的激发光谱的有效重叠,说明存在Ce3+到Nd3+的高效能量传递,Ce3+,Nd3+的掺杂量分别为x=0.1和y=0.07时,Ca3-x-ySc2Si3O12:xCe3+,yNd3+粉体具有最强的近红外发射。与单掺Na3+的样品相比,Ca3Sc2Si3O12中掺杂Ce3+和Nd3+后,样品的近红外发光增强近400倍。此外,初步分析了Ca3-x-ySc2Si3O12:xCe3+,yNd3+中Ce3+到Nd3+的能量传递机理。     

Ba_2La_8(SiO_4)_6O_2:Dy~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法合成了掺Dy~(3+)的Ba_2La_8(SiO_4)_6O_2荧光粉,并根据其X射线衍射谱和光致发光光谱对晶体结构和发光性能进行了系统研究。Ba_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Dy~(3+)荧光粉具有磷灰石结构,Dy~(3+)进入晶格后并未引起晶体结构的显著变化。该荧光粉可被近紫外光或蓝光有效激发,在478 nm和571 nm附近产生较强发射峰,呈现出接近白光的黄色光。Ba_2La_8(SiO_4)_6O_2基质中,最佳Dy~(3+)掺杂浓度为1%。促成浓度猝灭效应的能量传递机制为激活剂间的电偶极-电偶极相互作用。制备荧光粉具有较好的热稳定性,150℃下样品的发光强度保留了室温下的69.6%,其热激活能为0.24 eV。本工作表明,Ba_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Dy~(3+)荧光粉具有在近紫外或蓝光激发的白光LED照明器件中的应用潜力。     

Ce~(3+)掺杂片状Sr_2MgSi_2O_7的合成及发光性能(英文)

采用水热合成技术在不锈钢反应釜中制备铈离子掺杂硅酸盐基发光材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征产物的晶体结构、形貌及尺寸,并讨论硅酸镁锶晶体水热反应过程。结果表明:经220℃水热反应48h可形成硅酸镁锶相,水热反应产物经800℃保温2h和6h的热处理可明显提高产物中硅酸镁锶相含量。采用荧光光谱仪测试不同温度处理铈离子掺杂硅酸镁锶的光致发光性能,光源为氙灯,经氢气处理后样品中存在唯一波长位于371nm的紫外发光,该发光带激发光谱由3个发光峰组成,波长分别为262、287nm和317nm,该紫外发光强度随热处理温度上升而提高。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂B_2O_3-CaO发光材料结构及其发光性能

作为21世纪新一代绿色光源的LED灯,因具有诸多优点,被人们极力推崇~([1])。但目前用于商业化的LED灯红光部分欠缺,导致光白光显色指数低,色温高且呈冷白色,照射物体时在一定程度上存在颜色失真~([2])。因此,在被近紫外LED芯片激发,发射红、绿、蓝三基色合成白光的研究成为大家关注的热点。本论文采用溶胶凝胶-高温固相合成法制得Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂B_2O_3-CaO荧光粉,并探究了其发光性能及其合成暖色白光的条件。     

Dy~(3+)在ZnO–SiO_2玻璃中的发光特性(英文)

通过溶胶–凝胶法制备xZnO–(100–x)SiO2(x=0,5,10,20,摩尔分数)玻璃,研究ZnO含量对Dy3+发光强度的影响,并且研究Dy3+在紫外光和飞秒激光激发下的发光特性。结果表明:当ZnO摩尔(下同)含量为0、5%和10%,Dy3+的发光强度几乎不变,当ZnO含量达到20%时,Dy3+的发光强度显著增强,归因于基质微结构的明显改变。研究了飞秒激光激发时,Dy3+在ZnO–SiO2玻璃中的上转换发光特性。在飞秒激光(800nm)激发下,观察到强Dy3+的上转换发光。Dy3+的发光强度与泵浦光强度的依赖关系表明:上转换发光过程为双光子机制为主,根据Dy3+的能级,Dy3+在SiO2和ZnO–SiO2玻璃中的上转换发光的机制归因于激发态吸收。     

Sm~(3+)、Ce~(3+)掺杂Y_2O_3:Eu~(3+)的低温燃烧法制备及发光性能

采用低温燃烧法分别制备了Y_2O_3:Eu~(3+)和钐(Sm~(3+))、铈(Ce~(3+))掺杂的Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉,并研究了反应温度及掺杂量对荧光粉性能的影响。使用激光粒度仪、X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪,对样品的物相、粒度及发光特性进行了表征和分析。结果表明,Y_2O_3:Eu~(3+)的最佳反应温度为200℃,Sm~(3+)和Ce~(3+)掺杂Y_2O_3:Eu~(3+)的粒径分别分布在396～615 nm和531～955 nm,Sm~(3+)和Ce~(3+)的掺杂均能显著增强Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能。     

Sr_(2-x)Ca_xSiO_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)(0≤x<2)绿色长余辉发光材料的制备及发光性能

以分析纯SrCO_3、CaCO_3、SiO_2、Eu_2O_3、Dy_2O_3为原料,采用低温预烧-还原气氛高温固相反应法制备了Eu~(2+)、Dy~(3+)共掺杂Sr_(2-x)Ca_xSiO_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)(0≤x2)陶瓷粉体,系统研究了Sr/Ca原子比、Eu、Dy掺量对所得粉体结晶特性、光致发光、热致发光、余辉性能的影响。结果表明,共掺杂粉体主晶相为斜方晶系α-Sr_2SiO_4,且随着Ca~(2+)浓度的增加,晶体结构发生畸变,衍射峰向高角度偏移。Dy~(3+)掺杂能够显著提高光致发光性能,最佳掺杂浓度为0.04mol%。从热释光与余辉分析表明,Ca~(2+)掺杂可引入新的陷阱能级,增强余辉发光,当Ca~(2+)掺杂浓度低于0.8%时,以Eu~(2+)取代Sr~(2+)的陷阱能级对余辉发光起主导作用;当Ca~(2+)掺杂浓度高于0.8%时,Eu~(2+)取代Ca~(2+)离子陷阱能级在余辉发光中起主导作用。     

Y_2SiO_5∶Ce~(3+),Tb~(3+)发光性能及Ce,Tb间的能量传递研究

采用液相沉淀法合成Y_2SiO_5∶Ce~(~(3+)),Tb~(~(3+))发光材料。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计以及国际照明委员会(CIE)色度坐标图对其相的组成、光谱学和发光特性进行了研究。Y2Si O5∶Tb~(3+)激发光谱中存在较强的基质激发峰,在发射光谱中,发现Tb~(3+)的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,最大发射中心位于545nm(5D4→7F5跃迁)。在Y_2SiO_5∶Ce~(~(3+)),Tb~(~(3+))双掺体系中,Tb~(3+)的发光强度随Ce~(3+)的浓度增加而增强,存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,尤其是Tb~(3+)的5D4→7F5跃迁发射显著增强,有望成为一种有发展前途的绿色荧光材料。     

Sr_5Si_2O_7Cl_4:Eu~(2+)材料的发光特性

采用高温固相法合成Sr5Si2O7Cl4:Eu2+材料。在370nm激发下,Sr5Si2O7Cl4:Eu2+材料呈现峰值位于490nm的非对称发射,对其进行Gaussian曲线拟合,得到峰值位于485nm和520nm两个明显的发射峰。利用van Uitert公式讨论Eu2+在基质中的晶格环境和发光特性,确定晶体中有蓝和黄绿两种发光中心:485nm发射来源于七配位的Eu2+中心发射;520nm长波发射与杂质束缚激子有关。进一步研究Sr5-xCaxSi2O7Cl4:Eu2+材料的发光性质,当0x0.5,Ca2+固溶于Sr5Si2O7Cl4基质晶格,Eu2+占据七配位Sr2+格位,晶体主要产生蓝色中心的蓝绿色发射;当0.5x2,Ca2+掺量增加使晶胞参数变小,晶格中的杂质束缚激子态的束缚增强,Eu2+处于杂质束缚激子中心所形成的激发态能量进一步降低,发射位于长波段,Sr5-xCaxSi2O7Cl4:Eu2+主要产生黄绿色中心的黄绿色发射。     

白光LED用Ca_6Sr_4(Si_2O_7)_3Cl_2:Ce~(3+),Eu~(2+),Sm~(3+)荧光粉的合成及其发光性质

采用传统的高温固相法合成了Ce3+,Eu2+,Sm3+离子分别单激活和三种稀土离子共激活的Ca6Sr4(Si2O7)3Cl2荧光粉,并通过X射线粉末衍射、荧光光谱和CIE色坐标对其结构和发光性质进行了研究。荧光粉Ca5.91Sr3.96(Si2O7)3Cl2:0.02Ce3+,0.04Eu2+,0.04Sm3+在365 nm激发下能发射高强度白光,其色坐标为x=0.2183,y=0.2187,有望成为一种新型白光LED灯用荧光粉。     

偶联剂对Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂复合红色发光材料发光性能的影响

Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂复合红色发光材料是光转换剂与Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)按一定质量比混合后经联合剂处理制成的一种长余辉发光材料,具备Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的高亮度、稳定性好等优良特性的同时能发出红色光。分别采用硅烷偶联剂(KH560)、铝酸酯偶联剂(DL-411-A)、铝锆偶联剂(LD-139-3)及其复合偶联剂(A:硅烷与铝酸酯偶联剂复合;B:硅烷、铝酸酯与铝锆偶联剂复合)作为联合剂,制备该复合红色发光材料。探究不同偶联剂对发光性能的影响。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪、余辉亮度仪对复合发光材料的表面形貌、物相结构及发光性能进行分析和表征。结果表明:3种不同偶联剂对复合发光材料的发红光性能均有提升作用,复合偶联剂的效果更佳。经复合偶联剂B掺入后,Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)表面变得粗糙,黏附着大量的光转换剂颗粒。样品在605 nm左右发射峰强度提高了1.89倍,同时在470 nm左右发射峰强度下降了72%;初始余辉亮度提高了1.86倍左右;色纯度提高了1.87倍左右。     

绿色荧光粉Ca_9Al(PO_4)_7:Tb~(3+),Ce~(3+)的发光特性

采用固相法合成Ca9Al(PO4)7:Tb3+,Ce3+绿色荧光粉,研究了材料的发光性质。结果表明,以377 nm近紫外光作为激发源时,Ca9Al(PO4)7:Tb3+呈现出多峰特征,主峰位于491、545、589和623 nm,分别对应Tb3+的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3跃迁发射,其中545 nm发射峰最强,从而材料整体发射绿光;监测545 nm发射峰,对应的激发光谱为多峰特征,覆盖300~390 nm;增大Tb3+的掺杂量,发现Ca9Al(PO4)7:Tb3+的发射强度逐渐增大,在实验范围内,并未出现浓度猝灭现象;通过添加A+(A=Li、Na和K)以及敏化剂Ce3+,有效增强了Tb3+在Ca9Al(PO4)7中的发射强度。测量了不同Tb3+掺杂量下材料的色坐标,发现Ca9Al(PO4)7:Tb3+的色坐标基本不变,位于绿色区域。