NH_4Cl助熔剂对固相合成MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构与发光性质的影响

以MgMoO_4为基质,Eu~(3+)为激活剂,NH_4Cl为助熔剂,采用高温固相法合成白光LED用MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉。通过差示扫描量热与热重分析(DSC/TG)研究合成荧光粉的最佳温度,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)研究荧光粉的结构,并用荧光光谱仪对荧光粉的发光效果进行检测。结果表明:用NH_4Cl作为助熔剂,合成MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的最佳温度为900℃。添加NH_4Cl后,MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的结构得到优化,颗粒呈椭球形,粒径约为0.5~1μm。395 nm和465 nm波长激发的发射光谱由一系列尖峰组成,分别位于592 nm(~5D_0→~7F_1),615 nm(~5D_0→~7F_2)和699 nm(~5D_0→~7F_4)处,其中615 nm处的发射峰强度最大,属于Eu~(3+)的超灵敏电偶极跃迁。添加NH_4Cl可明显提高MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的激发与发射峰的强度,最佳添加量(n(NH_4Cl)/n(MgO))为1%,此时发射光谱的强度是未添加NH_4Cl时的7倍左右,395 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.1,465 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.15。     

白光LED用LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉的制备与表征

采用水热法制备具有单一相六方晶系的LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)和荧光衰减曲线对LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉进行表征. LaF_3:Eu~(3+)荧光粉的激发光谱主要由250 nm处的宽带(O2-→Eu3+的电荷转移跃迁)和一些尖峰(Eu3+f-f跃迁)构成,其中位于近紫外区396 nm处有一较强的激发峰.通过发射光谱探测Eu3+在LaF3晶体中的局部晶场环境.在298 K下激发光谱和发射光谱可知,在六方晶系的LaF3纳米晶体中的Eu3+晶格位置从D4h降至到C2v,这是由于晶格变化所造成的.在396 nm激发下,观测到较优掺杂浓度为10%的LaF_3:Eu~(3+)荧光粉在591 nm(5D0→7F1跃迁)处有强烈的红色发射峰.其发光性能表明,LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉在近紫外发光二极管领域具有潜在的应用价值.     

Eu~(3+)/Sm~(3+)共掺K_2Gd(WO_4)(PO_4)荧光粉的发光性能及热稳定性研究

采用高温固相法制备了K_2Gd_(1-x-y)(PO_4)(WO_4):x Sm~(3+),y Eu~(3+)新型红色荧光材料,通过利用X射线衍射谱(XRD)、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明,稀土离子S~(3+)的掺入没有改变荧光粉的晶相;样品的激发光谱在394 nm有很强的激发峰,与近紫外LED芯片匹配,且Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁表现出616 nm有较好的红光发射,Eu~(3+)的最佳掺杂量(摩尔分数)为y=0.3;Sm~(3+)进入晶格后,激发峰明显增强和变宽,表明Sm~(3+)对Eu~(3+)的发光起到敏化作用;K_2Gd_(0.68)(PO_4)(WO_4)∶0.3Eu~(3+),0.02Sm~(3+)样品在150℃时发光强度仍为初始温度的78%,具有良好的热稳定性且色纯度高,是一种潜在的白光LED用荧光粉。     

红色荧光粉BaAl_2Si_2O_8:Eu~(3+),Li~+的制备和发光性能研究

通过高温固相法合成了红色荧光粉系列Ba_(1-x)Al_2Si_2O_8:Eu_x~(3+),Li_(0.03)~+,并系统地研究了该系列荧光粉的晶体结构和发光性质的变化。合成的试样均为BaAl_2Si_2O_8晶体,均单斜晶系,空间群为C2/m(12)。Eu~(3+)取代Ba~(2+)格位进入基质BaAl_2Si_2O_8晶体,造成了基质晶胞参数a,b,c和晶胞体积V相应地减小,只引起了基质晶体结构轻微的畸变。试样的激发光谱位于220 nm~550 nm,由一个宽带激发谱和一组锐线峰带构成,激发光谱中的最强峰为393 nm(~7F_0→~5L_6)。通过393 nm波段对系列试样进行有效激发,收集到发射光谱均位于550 nm~750 nm,且由发射光谱中出现多条锐线峰,在614 nm(~5D_0→~7F_2)处发射峰最强,Eu~(3+)的595 nm(~5D_0→~7F_1)发射峰劈裂产生了590 nm、595 nm和599 nm处的三个分裂峰,而614 nm(~5D_0→~7F_2)发射峰劈裂为614 nm、617 nm、619 nm、622 nm和627 nm处的五个分裂峰,Eu~(3+)取代Ba~(2+)进入基质晶格BaAl_2Si_2O_8中,与其临近的氧配体形成了C2的点群对称性和Eu~(3+)主要占据非反演对称中心格位。系统研究了该系列荧光粉发光性能与掺杂离子Eu~(3+)浓度的关联。研究结果显示,当掺杂离子Eu~(3+)浓度x≤0.03时,荧光粉的发光强度随着掺杂离子Eu~(3+)浓度x的增加而增加,当x0.03时,随x的增加而减小。试样的色坐标不随掺杂离子Eu~(3+)浓度改变而改变;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极相互作用。     

F~-掺杂对红色荧光粉NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)的结构和发光特性的影响

采用高温固相法合成了NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列红色荧光粉。分别采用X射线衍射、荧光光谱测试手段对所得粉末的晶型及其发光性能进行了表征分析。结果表明,该系列红色荧光粉均为白钨矿四方晶系结构,空间点群结构为I41/a(88),可被近紫外光395 nm有效激发,其最强发射峰位于616 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。F-离子掺杂量为0.2 mol时发光强度最强,与未掺杂F-相比其发光强度提高了41%,其色坐标为(0.653,0.336)。由此可见,NaGd(WMo)O_(7.9)F_(0.2):Eu~(3+)是一种具有潜在应用价值的白光LED红色荧光粉。     

共沉淀法制备白光LED用CaMO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)(M=Mo,W)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用共沉淀法制备了Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)(0≤x≤0.05)系列样品,通过XRD、SEM及荧光光谱仪对粉体的晶体结构、形貌及荧光性能进行测试和表征。结果表明,Bi~(3+)、Eu~(3+)及WO_4~(2-)的掺杂没有改变CaMoO_4原有的四方晶系体心结构,且样品粒径分布较均匀,无明显团聚现象。随着Bi~(3+)的掺杂,Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)样品的激发光谱带边会发生红移,且激发强度呈现先增强后减弱的趋势,其发射光谱也具有相应的规律,Bi~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.02 mol,在395 nm激发下,样品的发光强度提升至134%;较之商用红色荧光粉Y_2O_2S∶Eu~(3+),Ca_(0.91)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_(0.02)~(3+)样品显现出更好的色纯度和发光强度,适合于近紫外LED用红色荧光粉。     

(Sc,Y)(VO_4,BO_3):Eu~(3+)红色荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法在1200℃、保温3 h的条件下制备了(Sc,Y)(V_(1-x)B_x)O_(4-x):Eu~(3+)(0≤x≤0.5)系列样品,通过荧光光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对粉体的荧光性能、结构及形貌进行测试和表征。结果表明,在365 nm紫外光激发下,荧光粉主发射波长位于620 nm,对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,当x=0.1时,相对发光强度是Sc_(0.73)Y_(0.2)VO_4:Eu_(0.07)~(3+)的1.6倍;在620 nm监控下,存在一个峰值位于337 nm的极强宽带吸收带和396 nm处的弱激发带。与(Sc,Y)VO_4:Eu~(3+)相比,硼的掺杂没有改变样品的四方晶系体心结构,且形貌未发生明显改变,粒度分布均匀、无明显团聚。在397 nm激发下,荧光粉的内量子效率提升了2倍,当温度升高至200℃,其相对发光强度仍保持在92%,显现出高的内量子效率和低的热淬灭效应,适合近紫外激发白光发光二极管(LED)用红色荧光粉。     

WO_4~(2-)对红色荧光粉Na_2CaSiO_4∶Eu~(3+)发光性能的影响研究

研究采用高温固相法合成Eu~(3+),WO_4~(2-)共掺杂Na_2CaSiO_4系列红色荧光粉。通过X射线粉末衍射和荧光分析,研究荧光粉的结构和发光性能。考察了Eu~(3+),WO_4~(2-)掺杂量对荧光粉发光性能的影响。结果表明,掺杂了Eu~(3+),WO_4~(2-)后Na_2CaSiO_4仍为纯相,属立方晶系结构,但掺杂后晶胞参数发生变化,说明Eu~(3+),WO_4~(2-)已经进入晶格中。荧光粉发光强度随Eu~(3+),WO_4~(2-)掺杂含量的增加而增大。Eu~(3+)在晶体中的含量为20%时(以Na_2CaSiO_4物质的量为基准),荧光粉Na_2CaSiO_4∶Eu~(3+)的发光强度达到最大值。当WO_4~(2-)在晶体中的含量为0.07%时,此时,发射光的强度是掺杂前的2.74倍,色坐标为(0.66,0.34),更接近标准色坐标(0.67,0.33)。     

白光LED用硅基氮(氧)化物荧光粉的研究进展

硅基氮(氧)化物荧光粉因其具有结构特性多样化、发光效率高、热稳定性和化学稳定性好等优点,在白光LED领域有着广阔的应用前景。自20世纪末以来,多种基质结构的硅基氮(氧)化物荧光粉陆续被发现和报道。本文综述了近年来硅基氮(氧)化物荧光粉的基质体系和发光性能,分析总结了硅基氮(氧)化物荧光粉的制备方法及发光性能改进的研究新进展。最后,展望了硅基氮(氧)化物荧光粉的研究发展方向,指出(Ca,Sr)AlSiN_3:Eu~(2+)红色荧光粉需进一步提高发光效率,La_3Si_6N_(11):Ce~(3+)黄色荧光粉需进一步完善发光性能与制备工艺、晶体结构间的相互影响规律,而β-Sialon:Eu~(2+)绿色荧光粉需深入研究激活剂Eu~(2+)的有效溶入机制,提高其发光性能和发光效率。此外,开发更多具有更优异性能的新型硅基氮(氧)化物荧光粉,探索工艺条件和缓、成本低廉、适于工业化量产的简易的制备技术、装备和路线,也是氮(氧)化物荧光粉研制需继续努力的方向。     

熔盐法制备白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉的工艺研究

采用熔盐法合成了白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色发光材料。利用XRD、SEM、激光粒度仪、荧光光谱仪等手段对荧光粉物相、颗粒形貌、粒径及发光性能进行了表征。考察了Eu~(3+)掺杂浓度、熔盐的种类、熔盐用量以及焙烧温度和时间等工艺参数对白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4荧光粉性能的影响。结果表明:在CaWO_4中掺杂Eu~(3+)没有改变基质的四方晶系白钨矿结构;随着Eu~(3+)掺杂量的增加,Eu~(3+)的特征发射峰强度逐渐增强,Eu~(3+)掺杂浓度达到30%也不会发生浓度猝灭现象;以复合熔盐(NaCl-KCl)为助熔剂体系,熔盐与荧光粉的摩尔比为3,在850℃下焙烧3 h,可获得分散性好、表面光滑平整、颗粒细小,形貌为四方双锥结构的白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂YBO_3-2SiO_2发光体的结构与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铕、铽离子(Eu~(3+)、Tb~(3+))的硼酸钇YBO3-2SiO_2的白色发光体,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、激发及发射光谱表征和研究了样品的结构和发光性能,对于共掺杂的发白光的Eu~(3+)/Tb~(3+):YBO_3-2SiO_2发光体,900℃时,样品主要以YBO3形式存在,Eu~(3+)/Tb~(3+)的最佳掺杂摩尔浓度为9.0%/9.0%。     

Li~+掺杂对Ca(W,Mo)O_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构及发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li+掺杂的Ca(W,Mo)O_4∶Eu~(3+)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光光谱仪对样品的结构、形貌及荧光性能进行了表征。XRD及SEM结果表明,Li~+掺杂没有改变样品原有的四方晶系体心结构,Li+能够以替代和间隙掺杂的方式进入主晶格,适当的Li+掺杂可以改善样品的团聚现象。样品的激发光谱涵盖200~550nm的宽带激发,在395nm激发下,能发射出位于616nm处的窄带红光,归因于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,适量Li~+的掺杂明显提升了样品的发光强度。与其他碱金属离子(Na~+、K~+)掺杂相比,Li~+由于半径最小、电负性最强,使得发光强度增强最多。     

Eu(TTFA)_3掺杂的SiO_2微球制备及光学特性研究

采用改进的碱催化法和种子法分别制备出Eu~(3+)掺杂球形二氧化硅胶体微球,实验表明改进的碱催化法制备出的产物表面有絮状物质较多,且形貌不理想;采用种子法制备的Eu~(3+)掺杂二氧化硅合成的最终产物表面光滑、粒径均匀、单分散性和球形度均较好的Eu~(3+)掺杂的二氧化硅胶体微球。采用种子法掺杂不同浓度的Eu~(3+),其在紫外光的激发下,表现出明显的Eu~(3+)特征红光发射,并分析Eu(TTFA)_3掺杂SiO_2微球的发射光谱特性。最后得出种子法制备Eu~(3+)掺杂二氧化硅胶体微球的较佳浓度是4.5%(摩尔分数)。     

掺杂Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料发光性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了Sr_(2-x-y)Ca_yAl_2SiO_7:xEu~(2+)(y=0,0.1,0.2,0.3,x=0.04)荧光粉,系统地研究了Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料的微观结构和发光性能的影响,以及产生这些影响的机理。通过XRD与SEM分析,发现荧光粉为Sr_2Al_2SiO_7结构且为四方晶系,粒度在70 nm左右。对荧光粉的激发和发射光谱进行了测试,结果表明掺杂Ca~(2+)会使发射峰位置微弱蓝移并当浓度超过0.2%(摩尔分数,下同)后,出现浓度猝灭现象。采用三指数函数模型对余辉衰减曲线进行拟合,发现掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时光子的最大寿命为109 s大于未掺杂Ca~(2+)时的106 s。通过热释光谱测量,估算了其陷阱的深度和密度。分析表明,掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时荧光粉具有较佳的陷阱深度(0.77 eV)与陷阱密度(3.86×10~4(cm~3)~(-1)),表现出优良的余辉性能。     

Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)-转换剂红色光夜光材料的制备及表征

将具有氧蒽结构的光转换剂加入Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,可以使夜光纤维的发射光谱红移,发出红色光。采用两种不同的偶联剂对发光材料和光转换剂进行偶联,制备一种能够发出红光的发光材料。借助荧光分光光度计、长余辉荧光测试仪检测红光发光性能,比较光转换剂对发光材料的包覆效果,以提高发光材料向光转换剂的能量传递效率,为开发新型的、发光性能较好的红色夜光纤维提供一定的理论依据。     

配位体修饰下Eu~(3+)掺杂CaF_2和LaF_3荧光粉发光性能的研究

采用微波法成功合成了具有特殊荧光性质的Eu~(3+)掺杂LaF_3和CaF_2荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。深入探讨了酒石酸钠、Eu~(3+)掺杂量对合成荧光粉发光性能的影响。实验结果表明,酒石酸钠添加量和Eu~(3+)的掺杂量对其荧光性能具有较大影响;摩尔比的变化使Eu~(3+)从磁偶极跃迁占主导转化为电偶极跃迁占主导,进而使主峰位置从之前的588 nm处变成613 nm处。但没有引起其他峰位置的变化,说明Eu~(3+)进入了LaF_3和CaF_2的晶格之中,而没有其他的变化。     

助熔剂对LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)红色荧光粉性能的影响

采用高温固相法制备了LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响,探讨了不同助熔剂的作用机理。结果表明,不同种类助熔剂未改变LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2的四方晶系白钨矿结构;396nm激发下,添加质量分数为2%的H_3BO_3,LiF或NH_4F使样品的发光强度分别提高了21%,17%,9.6%;而添加2%的Na_2CO_3样品发光强度下降了10.9%。同时,H_3BO_3可有效地减少样品颗粒的团聚,其最佳用量为3%;由于F-声子能量低,可减少能量的无辐射跃迁概率的原因,当以1%H_3BO_3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时,相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。     

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

Visible-light emission properties of α-TeO_2:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Eu~(3+) nanoparticles via both up-and down-conversion modes

In this study,α-TeO_2:Ho~(3+)/Yb~(3+),α-TeO_2:Eu~(3+) and α-TeO_2:Ho~(3+)/Yb~(3+)/Eu~(3+) nanoparticles were prepared via a simple hydrothermal process.The up- and down-conversion properties of the as-prepared nanoparticles were tested at room temperature under a near-infrared photo source(980 nm) and UV-vis photo source,respectively.The results indicated that α-TeO_2 NPs were a kind of outstanding host material for both up- and down-conversion luminescence.The α-TeO_2:Ho~(3+)/Yb~(3+) nanoparticles showed sharp up-conversion emission at 545 and 660 nm under 980 nm excitation,ascribed to the ~5S_2→~5I_8 and ~5F_5→~5I_8(Ho~(3+)) transitions,and weaker down-conversion emission at 545 nm under 455 nm excitation,ascribed to the ~5S_2→~5I_8(Ro~(3+)) transitions.The α-TeO_2:Eu~(3+)nanoparticles showed strong down-conversion emission at 592 and 615 nm under 395 nm excitation,attributed to the ~5D_0→~7F_1 and~5D_0→~7F_2(Eu~(3+)) transitions.Possessing the advantages of these two luminescent materials,the as-prepared tri-doped samples ofα-TeO_2:0.5Ho~(3+)/10Yb~(3+)/3Eu~(3+)(mol.%) nanoparticles could successfully emit visible light via both up- and down-conversion modes.     

高Eu~(3+)浓度掺杂硼铋钙红光玻璃的制备与发光性能

采用传统熔融冷却法制备Eu~(3+)掺杂的硼铋钙红光玻璃,研究不同Eu~(3+)掺杂浓度下,玻璃的密度、摩尔体积、折射率等一般物理性质的变化规律;分析玻璃的激发、发射光谱及玻璃的结构和热稳定性,得到了一种高Eu~(3+)浓度掺杂的红光玻璃.研究表明:随着Eu~(3+)浓度的不断升高,玻璃的密度、折射率、玻璃转化温度和热稳定性逐渐升高,摩尔体积先减小后增大;8%(指摩尔分数,下同)为Eu_2O_3的较优掺杂浓度, 9%为玻璃成玻区中最大Eu_2O_3掺杂浓度.玻璃总体对称性均较低,为非晶态结构;玻璃结构致密程度先增大后减小,其结构单元主要包括[BO_3]三角体、[BO_4]四面体、[BiO_3]三角体和[BiO_6]八面体.制备的荧光玻璃因具有高的Eu~(3+)掺杂浓度、与蓝光芯片的有效匹配度、优良的热稳定性、较低的熔点以及合适的折射率等特点,将有望成为白光LED用玻璃陶瓷的良好基质.