Y3MgAl3SiO12:Dy 3+,Eu 3+荧光粉的能量传递与暖白光实现

采用高温固相法合成了Dy ³⁺、Eu ³⁺共掺杂Y₃MgAl₃SiO₁₂石榴石型荧光粉。采用XRD、荧光光谱仪等仪器对样品的结构以及光谱特性进行表征,探究了Dy ³⁺/Eu ³⁺在Y₃MgAl₃SiO₁₂基质结构中的光谱特征以及离子间的能量传递机制。在367 nm近紫外光激发下,Y₃MgAl₃SiO₁₂:Dy ³⁺,Eu ³⁺的发射光谱包含Dy ³⁺的6F9/2到6H15/2和6H13/2的电子跃迁特征发射(487 nm蓝光和592 nm黄光)和Eu ³⁺的5D0 7F2 and 5D0 7F4特征发射峰(616 nm和710 nm红光)。在400~500 nm范围内Dy ³⁺发射谱与Eu ³⁺激发谱重叠,表明Dy ³⁺与Eu ³⁺之间存在着能量传递,能量传递的机理为电四极-电四极相互作用。该荧光粉通过调整Dy ³⁺和Eu ³⁺的掺杂浓度比封装近紫外LED芯片,可以实现单基质暖白光LED照明。     

sol-gel法制备纳米晶γ-Al_2O_3∶Eu~(3+)发光粉及发光性能

以异丙醇铝为原料,聚乙二醇(PEG1000)为络合剂,采用sol-gel法制备了纳米晶γ-Al2O3∶Eu3+发光粉,对其结构、形貌、晶粒尺寸及光致发光性能进行了研究。结果表明:采用sol-gel法制备工艺,经过800℃煅烧4h,可以得到发光强度高的纳米晶γ-Al2O3∶Eu3+发光粉,其最佳激发波长为395nm,最佳掺杂量为x(Eu3+)=10%,此时最强的发射峰出现在617nm附近,可以用作红色发光材料。     

Bi3+共掺和能量传递对BaY2Si3O10: Eu3+发光的调制和影响

荧光粉BaY2Si3O10: Bi3+, Eu3+经高温固相法制备并由X-ray衍射谱仪分析其物相结构。实验结果显示Bi3+共掺下BaY2Si3O10: Eu3+的激发光谱呈现一个有明显增强的宽电荷转移带和系列Eu3+的 f – f 窄吸收峰,发射谱为Eu3+的5D0-7FJ橙-红光发射。当用285 nm 紫外光激发时,Bi3+到Eu3+间存在有效的能量传递,导致Bi3+的宽带紫外发射(中心345 nm)强度减弱,而Eu3+的橙-红光发射显著增强;随着Eu3+浓度的增加,能量传递效率也随之提高。最佳Eu3+浓度为0.4摩尔百分比,此后荧光粉发射强度发生浓度猝灭。结果表明Bi3+共掺时明显改善和提升荧光粉在电荷转移带(200 – 350 nm)的激发效率。Bi3+到Eu3+间主要的能量传递机制是通过四极–四极相互作用实现,并且能量传递的临界作用距离是1.604 nm     

纳米晶ZnO:Dy3+粉体的制备和发光性质

通过固相反应法制备了ZnO:Dy3+纳米粉末,样品的X射线衍射、透射电镜和选区电子衍射证实了ZnO:Dy3+纳米粉末属于六方纤锌矿多晶结构.研究了光致发光谱与激发波长和掺杂离子浓度的依赖关系.结果表明,从ZnO:Dy3+纳米粉末的光致发光光谱中首次发现除了Dy3+的4f→4f跃迁外,出现了Dy掺入ZnO后产生的两个缺陷A和B的宽谱带发射峰,峰值分别在600和760nm,半高宽分别约为200和100nm.在ZnO的激子激发下(385nm),峰值760nm的发光强度远远大于峰值在600nm的发光强度.样品的发射光谱中峰值的相对强度变化依赖于激发波长和Dy3+的掺杂浓度.当在Dy3+4f→4f激发下(454nm),光谱中只有Dy3+的4f态间的特征发射,而缺陷A,B不发光.     

纳米In2O3:Er3+,Yb3+的燃烧法制备及上转换发光

采用燃烧法制备了 Yb3+和 Er3+共掺的 In2O3纳米晶。用 X 射线衍射和透射电镜对样品的结构和形貌进行了分析,结果表明,该粉体为纯立方相 In2O3结构,颗粒尺寸为 80~100 nm;该粉体在 980 nm 近红外激发下发射出中心波长为 525 nm 和 555 nm 的绿光、662 nm 的红光,分别对应于 Er3+的2H11/2/4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁;研究了 Er3+/Yb3+掺杂浓度、煅烧温度和煅烧时间等制备条件对 In2O3:Er3+, Yb3+纳米晶的上转换发光强度的影响。     

蓝色长余辉材料SrAl4O7:Eu2 ,Dy3 的合成及其发光特性

为了进一步探索铝酸盐系列长余辉材料的显色范围,改善其粉体特性,采用铝酸盐阳离子草酸盐共沉淀及湿法混合原材料方法,在传统绿色长余辉荧光粉SrAl2O4Eu2+,Dy3+合成的基础上,增加基质Al的比例,并由通常α-Al2O3改成AlCl3·6H2O,选用硼酸氨与氟化铝为助溶剂,成功合成了高效、低硬度和细粒径良好粉体特性的浅蓝色长余辉发光材料SrAl4O7Eu2+,Dy3+.测量了样品的X射线衍射(XRD)图谱、激发与发射光谱、余辉衰减曲线及热释光谱图等,并对其进行了分析.结果表明,Eu2+在这两种基质中均存在2个发光中心,其衰减速度不一样,蓝发光中心寿命要远大于绿发光中心寿命.相对SrAl2O4Eu2+,Dy3+而言,SrAl4O7Eu2+,Dy3+发射光谱峰值从520 nm蓝移至480 nm,衰减到可辨认发光强度0.32 mcd/m2的余辉时间从30 h延长到60 h以上,且合成样品表现出更好的结晶状态、分散性及较小的中心粒径.     

一种白光LED用绿色荧光粉Ba_3Si_6O_(12)N_2:Eu~(2+)的制备及研究

采用传统高温固相反应法,合成了Ba3-x Si6O12N2:xEu2+系列荧光粉。X射线衍射(XRD)图谱分析表明,所有的样品均生成了Ba3Si6O12N2纯相。激发光谱表明,样品在紫外到蓝光(250~470nm)范围内都可以被有效激发,当激发波长为358nm时,发射光谱是Eu2+典型的宽带发射,发射峰在495nm附近,属于4 f7→4 f65 d1能级之间的跃迁,半峰宽覆盖青绿光范围(480~557nm)。研究了Eu2+掺杂浓度对发光性能的影响。结果表明,随着Eu2+掺杂量的逐渐增加,发光强度逐渐增大,当x=0.15时,发射强度达到最大,所对应的发射光谱波峰的波长最小(492nm);当Eu2+的掺杂量继续增加时,发光强度开始减弱,这是由于Eu2+间距逐渐减小,非辐射跃迁几率增加而发生浓度猝灭现象;不同浓度的样品的发光强度与波长呈相反变化趋势,这与斯托克斯(Stokes)定律是相符合的。研究结果表明,所合成的Ba3Si6O12N2:Eu2+新型绿色荧光粉适合在白光LED中应用。     

纳米晶ZnO:Dy3+粉体的制备和发光性质

通过固相反应法制备了ZnO:Dy3 纳米粉末,样品的X射线衍射、透射电镜和选区电子衍射证实了ZnO:Dy3 纳米粉末属于六方纤锌矿多晶结构.研究了光致发光谱与激发波长和掺杂离子浓度的依赖关系.结果表明,从ZnO:Dy3 纳米粉末的光致发光光谱中首次发现除了Dy3 的4f→4f跃迁外,出现了Dy掺入ZnO后产生的两个缺陷A和B的宽谱带发射峰,峰值分别在600和760nm,半高宽分别约为200和100nm.在ZnO的激子激发下(385nm),峰值760nm的发光强度远远大于峰值在600nm的发光强度.样品的发射光谱中峰值的相对强度变化依赖于激发波长和Dy3 的掺杂浓度.当在Dy3 4f→4f激发下(454nm),光谱中只有Dy3 的4f态间的特征发射,而缺陷A,B不发光.     

纳米晶ZnO:Er~(3+)的光致发光特性

为了探讨稀土Er3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学沉淀法制备了纳米ZnO:Er3 粉体材料,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)。 X射线衍射结果表明: ZnO:Er3 具有六角纤锌矿晶体结构。室温下,在365 nm激发下,在纳米ZnO宽的可见发射背景上,观测到了 Er3 的激发态4S3／2(5-49 nm)、 2H11／2(522 nm)和4F5／2(456 nm)的特征发射, ZnO:Er3 的紫外近带边发射与未掺杂的纳米晶ZnO的近带边发射比较,强度明显减弱,绿光深能级发射略有增强。分析了稀土Er3 的4S3／2、2H11／2和4F5／2激发态发射,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3 离子之间存在能量传递。     

微乳液法制备BaYF_5:Eu~(2+)纳米粒子及光谱特性研究

采用微乳液法制备了BaYF5:Eu2+纳米微粒,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱等手段进行了表征。XRD数据与标准卡片PDF#46-39很好吻合,利用谢乐公式计算所制备产物平均粒径在20 nm左右。SEM图谱显示所制备的纳米粒子为球形,且形貌规则,粒径分布比较均匀。BaYF5:Eu2+的发射光谱中存在一个300~410 nm的发射带,发射光谱最强峰为330 nm,对应于Eu2+的4f65d→4f7发射,与传统高温固相法所制多晶材料最强发射峰378 nm相比蓝移了48 nm;其激发光谱最强峰位于263 nm,与传统高温固相法所制多晶材料最强激发峰322 nm相比蓝移了59 nm。     

Ho3+掺杂Al2O3粉体、薄膜的结构及其发光性能

采用高能球磨法及脉冲激光沉积法(PLD)分别制备了不同浓度的Ho3+∶Al2O3纳米粉体及薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、分光光度计、荧光光谱仪等分析手段研究了Ho3+离子掺杂对Al2O3结构及发光性能的影响。XRD图谱显示粉体样品为六方α-Al2O3结构,薄膜样品为体立方γ-Al2O3结构。1wt%Ho3+掺杂的Al2O3纳米粉体在454nm、540nm附近出现由Ho3+离子能级跃迁引起的吸收峰。采用579nm的激发光源对样品进行荧光光谱检测,发现两种样品在466～492nm波段均出现F+心所引起的缺陷发光峰,且发光峰的强度随Ho3+浓度的增加而增强。     

YAlO3∶Eu3+发光纳米纤维的制备与表征

采用静电纺丝技术制备了聚乙烯吡咯烷酮PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维,将其进行热处理,得到了YAlO3:Eu3+发光纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱等技术对样品进行了表征。PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维经1200℃焙烧2h后,获得了YAlO3:Eu3+纳米纤维,属于正交晶系,空间群为Pnma。用Shapiro-Wilk方法检验了纤维直径分布情况,在95%的置信度下,纤维直径属于正态分布。PVP/[Y(NO3)3+Al(NO3)3+Eu(NO3)3]复合纤维表面光滑,纤维分散性较好,有很好的长径比,尺寸均一,平均直径为(152.9±26.0)nm;YAlO3:Eu3+纳米纤维的平均直径为(106.7±20.2)nm。在234nm的紫外光激发下,YAlO3:Eu3+纳米纤维的主要发射峰位于590nm和609nm处,分别属于Eu3+的5 D0→7F1跃迁和5 D0→7F2跃迁,Eu3+掺杂离子浓度对YAlO3:Eu3+发射峰的峰型与位置均没有影响,当Eu3+掺杂离子浓度为5%时,YAlO3:Eu3+纳米纤维发光最强。     

Al3+/Eu2+共掺杂高硅氧玻璃的荧光特性

由纳米多孔玻璃制备了Al3+/Eu2+共掺杂的高硅氧玻璃,并研究了在纳米多孔玻璃基质中共掺杂Al3+离子对Eu2+离子450 nm处蓝色荧光强度和荧光峰位的影响。结果表明,共掺杂Al3+离子可分散多孔玻璃中丛聚的Eu2+离子,加之Al2O3较低的声子能量,使Eu2+离子的蓝色荧光发射显著增强;并且由于共掺杂的Al3+降低了Eu2+离子5d轨道劈裂幅度,随着Al3+离子含量的增加,Eu2+离子荧光峰蓝移。     

Effect of Ce2O3 on the 1.53 μm spectroscopic properties in Er3+-doped tellurite glasses

Er3+/Ce3+co-doped tellurite-based glasses with composition of TeO 2-Zn O-Na2O are prepared by high-temperature melt-quenching technique.Effects of Ce2O3 content on the 1.53μm band fluorescence spectra and fluorescence lifetime of Er3+are measured and investigated.It is found that the tellurite glass containing Ce2O3 with molar concentration of 0.25%exhibits an increment of 13%in 1.53μm fluorescence intensity and an increment of 15%in the 4I13/2 level lifetime.The results indicate that the prepared tellurite-based glass with a suitable Er3+/Ce3+codoping concentration is an excellent gain medium applied for broadband Er3+-doped fiber amplifier(EDFA)pumped with a980 nm laser diode.     

Yb3+: GdGaGe2O7制备、结构及光谱性能

采用固相法制备了10at.% Yb3+: GdGaGe2O7多晶粉体，通过X射线粉末衍射用Rietveld全谱拟合给出了其空间群为P21/c,晶格常数a、b、c和β、Gd/Yb和Ga的原子坐标为。Ge1、Ge2、O1～O7的原子坐标。通过吸收谱、激发谱、光致发光谱和Raman光谱确定Yb3+的晶场能级分裂；1003nm发光在低温8K和室温(300K)时上能级荧光寿命为0.493ms和0.774ms。在室温下测量荧光寿命变长主要由再吸收所引起。Yb3+:GdGaGe2O7的吸收和发射光谱均很宽，荧光寿命长，是潜在的全固态激光工作物质。     

Yb3+/Er3+共掺ZnF2粉末上转换发光特性研究

为了研究ZnF₂作为基质材料、稀土离子Yb3+和Er3+共掺摩尔分数不同时的发光性能,采用高温固相法,在820℃时制备稀土掺杂ZnF₂样品,并对各个样品进行上转换发射光谱测试。将激发功率与上转换发射功率进行曲线拟合,确定Yb3+和Er3+光子吸收过程。结果表明,在980nm半导体激光器激发下,样品在可见光区域内存在533nm,555nm和655nm 3个上转换发射峰,发射的红光强度大于绿光强度,吸收光子数目依次为1.73,1.75,1.88,确定3个发射峰均对应于双光子吸收。此研究说明稀土离子掺杂ZnF₂材料将在上转换红色荧光粉领域有重要的应用前景。     

尿素共沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体

采用共沉淀方法,以Nd2O3、Y2O3和Al(NO3)3?9H2O为起始原料,以尿素为沉淀剂,制备Nd:YAG纳米粉体,制备的粉体经XRD、TG-DTA、FESEM以及激光散射等测试手段对其结构和形貌进行测试研究。XRD表明,前驱体在900℃煅烧3小时出现了YAG相和YAM中间相,在1000℃及其以上煅烧3小时后已完全转变成YAG相,且随着煅烧温度升高,衍射峰逐步增强,900-1200℃煅烧的Nd:YAG晶格常数值从1.2012nm变化到1.1994nm,颗粒度从31nm变化到96nm,激光粒度仪也给出了类似的变化趋势。TG-DTA结果表明当前驱体加热到1200℃时,粉体总重量损失约为43%。对前驱体进行了水洗和乙醇洗两种洗涤,比较发现乙醇洗涤更有利于Nd:YAG纳米粉体的分散,这些实验结果可为制备优良YAG透明陶瓷粉体提供参考。