CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)低温合成及其发光行为

以高纯的 Eu_2O_3,金属 Bi,CaCO_3,Li_2CO_3以及 Si(OC_2H_5)_4(A.R.)为原料,采用溶胶-凝胶法,合成 CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)。合成温度较高温固相反应法低300—400℃。最佳组成为0.89CaO-SiO_2:0.045Eu~(3+),0.01Bi(3+)。利用红外光谱、X 射线粉末衍射谱、热重及差热分析研究了由凝胶向发光晶体的转变过程。通过激发光谱和发光光谱的研究,发现 Bi~(3+)离子向 Eu~(3+)离子的能量转移是十分有效的。     

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。     

溶胶-凝胶法合成MgO-SiO_2:Eu~(3+)Bl~(3+)发光体及其发光特性的研究

采用溶胶-凝胶法,利用离子交换树脂法制备的硅溶胶作为硅源,在比传统的高温固相反应法低得多的温度下,首次合成了0.89MgO-2.5SiO_2:0.04Eu~(3+),0.015Bi~(3+)和0.88MgO-2.5SiO_2:0.04Eu~(3+)0.02Bi~(3+)(加入 Li~+作为电荷补偿剂)发光体,并得到了最佳合成条件.利用 X-射线粉末衍射结构分析,确定了发光体的晶体结构.通过激发光谱和发光光谱的测试.研究了发光体在不同激发波长激发下的发光特性以及在激活剂、敏化剂不同掺杂量的情况下的发光行为。讨论了在 MgO-SiO_2基质中 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的能量传递和敏化作用。     

(Ca,Zn)O-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)的合成和光致发光的研究

用固态反应合成了(Ca,Zn)0-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光体。通过激发光谱和发光光谱的测试,探索了合成条件和基质组成对发光性能的影响。得到了发光体最佳组成为(0.75Ca,0.25Zn)O-0.05Al_2O_3-1.5SiO_2:0.02Eu~(3+),0.03Bi~(3+),最佳烧成温度为1100℃。实验结果表明,在这种基质中 Bi~(3+)对 Eu~(3+)有较好的敏化作用,可以提高 Eu~(3+)的发光强度。     

(M,M′)O-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)的发光

用分析纯试剂经提纯制备的CaCO_3,SrCO_3,BaCO_3,Li_2CO_3,Al_2O_3,SiO_2,Bi_2O_3,Eu_2(C_2O_4)_3为原料,通过固态反应合成了(M,M′)_(1.920)O·0.1Al_2O_3·1.5SiO_2:Eu_(0.025)~(3+),Bi_(0.04)~(3+)(M,M′为Ca~(2+),Sr~(2+),Ba~(2+)中的任两种)系列发光材料。研究了基质的化学组成对Bi~(3+)敏化Eu~(3+)发光特性的影响规律。实验结果表明,激发Bi~(3+)时Eu~(3+)的发射谱线的分裂和~5D_0—~7F_2/~5D_0—~7F_1跃迁强度比值都受基质阳离子半径的较大影响。各组阳离子组合时Bi~(3+)都能敏化Eu~(3+)的发光。Eu~(3+)的发射以~5D_0—~7F_2跃迁为主,~5D_0—~7F_1跃迁强度较弱。     

Mg(Y,Gd)_4Si_3O_(13)∶Eu,Bi 的溶胶-凝胶法合成、结构和发光性能

采用溶胶-凝胶法首次合成出 MgY_(4-x-y-z)Si_3O_(13)∶Eu_z~(3+),Bi_y~(3+),Gd_x~(3+)系列发光体.其结构与ASTM 卡片记载的 MgY_4Si_3O_(13)的结构相同,属于六方晶系.在每 mol 基质中,Eu~(3+)、Bi~(3+)和 Gd~(3+)的最佳掺杂量分别为0.07,0.025和0.2mol.在发光体由非晶态向晶态的转变过程中,Eu~(3+)的发光强度和所处位置对称性都发生了显著变化.当基质以 Eu~(3+)、Bi~(3+)共掺杂时,Bi~(3+)的兰色发光和 Eu~(3+)的橙红色发光都很强,但 Bi~(3+)向 Eu~(3+)的能量传递效率很低,适量的 Gd~(3+)的加入可增强 Bi~(3+)对Eu~(3+)发光的敏化效果.     

CaSiO_3∶Eu,Bi 发光体的合成、结构和性能研究

用高温固相反应合成了 CaSiO_3∶Bi,CaSiO_3∶Eu 和 CaSiO_3∶Eu,Bi 发光体。通过 X 射线粉末衍射、红外光谱、激发光谱和发射光谱等方法,研究了发光体的晶体结构、化学成键性和发光特性。CaSiO_3∶Bi 属于单斜晶系,具有硅灰石结构,其中 Bi~(3+)的发光位于近紫外区的353nm。在 CaSiO_3∶Eu,Bi 中,Bi~(3+)对 Eu~(3+)有较强的敏化作用,适当增加 Bi~(3+)的含量,可提高 Eu~(3+)发射的强度比(R=I_(5D_0-~7F_1))/(I_(5D_0-~7F_2))增加 Eu~(3+)的含量可增强 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的敏化效果。     

Li_(0.5)MAl_(0.5)SiO_4:Eu,Bi的合成和发光特性(M=Mg,Ca,Sr,Ba)

首次用高温固相反应合成了 Li_(0.5)MAl_(0.5)SiO_4:Eu,Bi(M=Mg,Ca,Sr,Ba)发光体,研究了基质中不同碱土金属离子对 Eu~(3+)和 Bi~(3+)的发光特性以及 Bi~(3+)敏化 Eu~(3+)发光性能和能量传递特点,得到了良好的基质组成和一些规律性结果。用395nm 紫外线激发,M=Mg 时的发光强度比 Y(V,P)O_4:Eu强约60%。Bi~(3+)发光的 Stokes 位移与 M(Ⅱ)的离子半径呈线性关系。     

Dy,Tb,Mn,Bi元素微量掺杂对Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2∶Ce~(3+)荧光粉发光性能的影响

以溶胶-凝胶法制备了铈(Ce~(3+))掺杂的氯硅酸钙荧光粉,采用X射线衍射、扫描电子显微镜及荧光光谱对产物进行了表征,研究了在Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2基质中微量掺入稀土离子镝(Dy~(3+))、铽(Tb~(3+))、锰(Mn~(2+))、铋(Bi~(3+))等离子对掺铈氯硅酸钙发光性能的影响。结果表明,溶胶-凝胶法制备出的掺铈氯硅酸钙是高发光性能发光材料,发射光波长位于435nm,555nm的可见光区,是一种可用于白光LED的发光荧光粉。     

Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉,采用XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌及发光性能进行分析。结果表明:合成了正交晶系β′-Gd_2(MoO_4)_3,平均粒径为1μm左右。在254nm紫外光激发下,随着Sm~(3+)和Tb~(3+)掺杂浓度的变化,荧光粉颜色实现了红色→黄色→绿色的颜色可调,同时可观察到Tb~(3+)到Sm~(3+)的有效能量传递和Tb~(3+)的浓度淬灭现象。     

Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)近红外发光材料的制备及发光性质

利用溶胶-凝胶法制备了Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)近红外发光荧光粉。其结构和光学性能分别采用粉末X射线衍射(XRD)、可见及近红外激发和发射光谱进行了表征,并根据发光强度确定掺杂离子的最佳浓度。结合荧光寿命研究了浓度猝灭机理及基质与Yb~(3+)之间的能量传递过程,对[VO_4]~(3-)基团到Yb~(3+)可能的能量传递地方式进行了讨论并计算了能量传递效率。表明Na_2YMg_2V_3O_(12):Yb~(3+)可将紫外光有效转换到近红外光,在增强硅基太阳能电池光转化效率方面具有潜在的应用价值。     

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。     

SO_4~(2-)对BaSO_4-2SiO_2∶Eu~(3+)发光材料的影响

采用溶胶-凝胶法与沉淀法制备了以BaSO4-2SiO2为复合基质的掺杂稀土Eu3+的发光材料,表征了材料的结构,研究了材料的发光性质,重点研究了SO2-4的量对材料发光强度的影响。IR光谱显示:600℃退火处理后材料主要存在Si-O-Si键、Ba-O键和SO2-4基团。XRD测试证明:BaSO4以晶态形式存在,属单斜晶系,SiO2以非晶态形式存在。激发光谱和发射光谱图显示,当掺入的SO2-4量为n(SO2-4)=n(Ba2+)+3/2n(Eu3+)时,SO2-4能有效提高发光材料的发光强度,紫外-可见吸收光谱测试显示SO2-4有很强的吸收紫外光的能力,且其激发态的能级和激活剂激发态能级处于有效传递范围,故能将吸收的能量有效地传递于发光离子,有助于材料发光强度的提高,最后结合能级图对SO2-4的能量传递体进行了说明和探讨。     

近紫外白光LED用Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)高效红色荧光粉的制备与发光性能

采用传统高温固相法在较低温度下制备Eu~(3+)/Bi~(3+)共掺杂Ba_3YB_3O_9红色荧光粉,利用XRD仪和荧光光谱仪对样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)的晶体结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明,Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)为纯相晶体。激发和发射光谱表明,样品可以被近紫外350～420 nm波段激发,最强激发峰位于393 nm,发射光谱呈现出Eu~(3+)的特征峰,谱带峰值位置在593 nm、613 nm,分别对应~5D_0-~7F_1、~5D_0-~7F_2特征跃迁。最强发射对应的掺杂浓度是0.12 mol。Ba_3Y_(0.87)B_3O_9∶0.12Eu~(3+),0.01Bi~(3+)的CIE坐标为(0.643,0.356)时最接近标准红色坐标,获得极佳的演色性。样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)可以用作近紫外激发三基色白光LED的红色荧光粉。     

CaSiO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及电荷补偿剂对发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉,通过对样品的X射线衍射谱及光致发光光谱的测试和表征,研究了不同Eu~(3+)和电荷补偿剂Li+浓度下,CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉的物相结构和发光性能。结果显示CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉发射光谱是由位于595nm和614nm处的主峰构成的双峰谱线,激发光谱为多峰宽谱,谱峰位于220~280nm范围内。Eu~(3+)含量对CaSiO_3∶Eu~(3+)发光性能有明显的影响,随Eu~(3+)浓度的增大,CaSiO_3∶Eu~(3+)的发光强度呈现先增大后减小的规律,Eu~(3+)浓度为1%(摩尔分数,下同)时,发光强度最大。电荷补偿剂Li~+可以显著提高CaSiO_3∶Eu~(3+)的发光强度,当Li~+浓度为4%时,增强效果最为显著。     

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.     

Pr3+掺杂对SrAl2O4:Eu2+、Dy3+磷光体发光性能的影响

用燃烧法制备Pr~(3+)掺杂的SrAl_2O_4:Eu~(2+)、Dy~(3+)长余辉发光粉体,研究了Pr~(3+)掺杂对其发光性能的影响。结果表明,合成的单相SrAl_2O_4样品具有单斜晶系结构,荧光发射光谱是连续宽带谱,峰位于515 nm,激发光谱是峰值在320 nm和360 nm的连续宽带谱。掺杂Pr~(3+)对形成晶粒尺寸均匀的固溶体有一定的促进作用,使其余辉初始亮度为不掺杂时的3倍。     

Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2上转换发光的增强作用·

采用非水性溶胶-凝胶法制备了0.1%Er~(3+)(摩尔分数,下同)、0%～2%Li~+共掺杂TiO_2粉末,在980nm半导体激光器(LD)激发下获得了中心波长526nm、550nm的绿色和663nm的红色上转换发光.Li~+共掺杂对掺Er~(3+):TiO_2的相结构未产生影响,但极大增强了上转换发光强度.随Li~+共掺杂摩尔分数的逐渐增大,绿色和红色上转换发光强度先增大后减小,当Li~+摩尔分数为1%时,上转换发光强度达到最大,绿色和红色上转换发光强度分别比掺Er~(3+):TiO_2提高了约330倍、30倍和60倍.Er~(3+)Li~+共掺杂TiO_2粉末的绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程.Li~+共掺杂不改变Er~(3+)的上转换发光机制,但破坏了Er~(3+)的局部晶体场对称性,影响了Er~(3+)内部4f能级的跃迁几率,导致上转换发光强度增强.     

Ce~(3+)浓度对YVO_4:Ce~(3+)晶体发光性能的影响

利用提拉法生长了掺杂浓度为1.0at%~10.0at%的YVO_4:Ce~(3+)单晶,XRD分析显示Ce~(3+)的掺入没有改变晶体结构。晶体的激发和发射谱测试表明,在325 nm激发下YVO_4:Ce~(3+)发射出峰值在445 nm的蓝光和620 nm附近的红光。蓝光发光强度随Ce~(3+)浓度增加而增强,当浓度为8.0at%时达到最强,10.0at%时出现浓度淬灭,发光减弱;红光则随着Ce~(3+)浓度的增加而持续增强。通过实验分析推测蓝光来源于Ce~(3+)电子从激发态~2D_(3/2)到基态~2F_(5/2)的跃迁,而红光则是由于V~(4+)的电子能级跃迁而形成的。XPS测试显示部分Ce~(3+)失去电子被氧化成为Ce~(4+),失去的电子大部分被V~(5+)捕获形成V~(4+)。V~(4+)的d轨道分裂为三个轨道单态~2A_1、~2B_1、~2B_2和一个轨道简并态~2E等4个能级,基态为~2B_2。V~(4+)中电子通过能量传递、辐射跃迁和无辐射跃迁等过程,可以实现波长在620 nm附近的红光发射以及在620 nm激发下的451 nm蓝光上转换发光。实验证实了上转换发光为双光子过程。研究结果对紫外激发下YVO_4:Ce~(3+)红、蓝光发光行为提供了理论支撑。     

Na-Ni掺杂对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷性能的影响

采用传统固相反应法制备Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7基陶瓷.研究Na~+、Ni~(2+)分别替代Bi~(3+)、Nb~(5+)对Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7陶瓷烧结特性和介电性能的影响.替代后样品的烧结温度从960℃降低到870℃左右.在-30℃～+130℃,陶瓷样品的温谱中出现明显的介电弛豫现象,弛豫峰所在温区较宽;当Ni~(2+)替代量增加到0.2时出现双弛豫峰.随着Ni~(2+)替代量增加,弛豫峰值温度向高温移动,弛豫激活能增加,两弛豫峰之间距增加.用缺陷偶极子和晶格畸变解释了Na-Ni掺杂Bi_2(Zn_(1/3)Nb_(2/3))_2O_7的介电弛豫现象.