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。     

新型蓝色长余辉荧光粉SrAl_2O_(4-y)N_y∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能研究

采用高温固相反应合成了SrAl_2O_(4-y)N_y∶Eu~(2+),Dy~(3+)系列长余辉荧光粉,并研究了SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+),Dy~(3+)体系的晶体结构、光谱特性、余辉衰减曲线及热释发光曲线。X射线衍射分析结果表明,SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)荧光材料属六方晶系,P6322空间群,晶胞参数a=b=5.14,c=8.462,γ=120°。荧光光谱测试结果表明,SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,激发光谱位于283 nm~450 nm,发射光谱的峰值位于487 nm,属于Eu~(2+)的4f65d1→4f7跃迁发射。Eu~(2+)的掺杂量并不改变SrAl_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu~(2+)发射光谱的形状和峰值位置,但对相对发光强度有较大影响,Eu~(2+)的摩尔浓度为2%时相对发光强度最高。余辉衰减曲线表明,Sr_(0.97)Al_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu_(0.02),Dy_(0.01)的余辉衰减符合指数衰减规律,由初始的快衰减和之后的慢衰减两个过程组成。通过热释发光曲线对荧光材料中的陷阱能级进行计算,得出Sr_(0.97)Al_2O_(3.75)N_(0.25)∶Eu_(0.02),Dy_(0.01)的能级陷阱为0.42 V,掺Dy~(3+)有利于提高该荧光材料的初始发光亮度和余辉时间。     

单基质白光荧光粉Gd_3PO_7∶Dy~(3+)的制备及其性能研究

采用湿化学法合成单基质的白光发射的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)荧光粉,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌与光学性能等进行表征。XRD检测结果表明所制备的样品为含有微量杂质相的Dy~(3+)掺杂单斜结构的Gd_3PO_7晶体。荧光光谱检测结果表明在276 nm属于Gd~(3+)的特征激发带激发下,发射出Dy~(3+)的特征黄色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(13/2))与蓝色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(15/2)),证实在Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品中出现了由Gd~(3+)到Dy~(3+)的能量传递现象。样品的发光强度随pH值和Dy~(3+)掺杂量的变化而变化,在pH值为6.00、Dy~(3+)掺杂量为0.5%的条件下制备的样品呈现相对更强的发光强度。Dy~(3+)掺杂量直接影响着Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品的发光颜色,当Dy~(3+)掺杂量为3%时所制备的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品可发射出色坐标为(0.335,0.345)的白色光,这表明Gd_3PO_7∶Dy~(3+)是一种潜在的单基质白光发射荧光材料。     

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。     

Yb~(3+)共掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的制备与性能研究

通过高温固相法制备了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料。采用XRD、SEM、激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的微观结构以及光学性能进行了表征,研究结果表明Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的晶体结构和显微结构均未发生明显变化。Yb~(3+)的引入使得Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)显示出更优良的荧光性能和余辉性能,不同Yb~(3+)掺量对长余辉发光材料的陷阱深度和电子传输速率有显著影响。实验表明,当Yb~(3+)掺杂量为0.03时,Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)的荧光光谱相对强度最强,且表现出最佳的余辉衰减性能。     

微波快速固相合成铈掺杂镥铝石榴石

通过微波固相法快速合成了名义组成为Lu_(3-x)Ce_xAl_5O_(12)(x=0.04~0.10)的镥铝石榴石荧光粉,研究了微波辐射时间和铈掺杂量对荧光粉物相组成和发光性能的影响。结果表明,微波加热20~30 min即合成出纯度较高的镥铝石榴石,LuAG:Ce~(3+)的发射峰约为516 nm,激发峰约为342 nm和441 nm,在相同铈原子比条件下延长合成时间有利于提高发光性能。制备的荧光粉颗粒大部分为2~4μm的椭球形,小部分呈针棒状,长5~10μm,直径约1μm;颗粒间有轻微烧结团聚。     

Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧还原法在1100℃,p H 3~4的条件下制取了Eu~(2+)掺杂铝硅酸锶发光材料,通过TG-DTA、XRD和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构和发光性能,并对Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,样品干凝胶的分解可以分为熔化、有机物的分解及Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)晶相的生成三个阶段,1100℃所有反应完全;Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料属于正方晶系晶体结构,其激发光谱是位于峰值344 nm~350nm的宽带谱,发射光谱峰值位于455 nm,最大发射光谱强度为7500 mcd;Eu2+掺杂浓度对其发光性能影响较大,在实验条件下掺杂摩尔浓度为0.04时激发光谱和发射光谱强度均达到最大。     

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。     

Eu~(3+)掺杂In_2O_3纳米纤维的制备及其发光性能研究

利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了一维Eu~(3+)掺杂In_2O_3无机纳米纤维,并对其发光性能和发光机理进行研究。借助SEM、TG、XRD和EDX对样品的形貌、热分解、晶相和成分进行分析,利用荧光分光光度计测试了样品在室温下的光致发光性能。结果显示,静电纺Eu~(3+)掺杂前驱体纤维成型良好,经700℃煅烧5 h制备的In_2O_3∶Eu~(3+)纳米纤维仍保持纤维状形貌,但纤维直径与前驱体纤维相比明显减小;样品XRD衍射峰均与立方铁锰矿型In2O3的衍射峰一致,没有出现Eu_2O_3的衍射峰,样品EDX能谱分析表明煅烧后样品中含有In、O、Eu元素,且Eu含量与实际掺杂浓度接近。样品的室温发射光谱显示,经290 nm光激发后,在597 nm、612 nm和629 nm处出现Eu3+的发射峰,其中612 nm处的发射峰强度最大。     

Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料的制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法合成Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)稀土长余辉发光材料,通过TG-DTA、XRD、SEM和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构、颗粒形貌和发光性能,并对Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,适量掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)后,基质的晶格结构并未发生变化,为Sr_2Al_2SiO_7晶粒,粒径在1 um~4 um,其激发光谱是位于峰值340 nm~360 nm的宽带谱,发射光谱峰值位于460 nm~480 nm。掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)后发光强度得到提高,镁元素的掺杂可引起发射波长向长波方向移动,而钙元素掺杂可引起发光强度的增大。影响材料发光性能的主要因素是钙,其次是铕,在实验条件下当Ca~(2+)的掺杂量为0.2,Mg~(2+)的掺杂量为0.1,Eu~(2+)的掺杂量为0.04时发光强度为最大,其发射光谱峰值位于469 nm处,最大发射光谱强度达到了8500。     

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。     

纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)的多元醇法制备及发光特性

以DEG为溶剂,分别配置一定比例的GdCl_3, TbCl_3作为前驱液,利用多元醇法合成可用于生物探针的Gd_2O_3:Tb~(3+)纳米晶;将一定量的APTES和TEOS加入制备好的溶液中,使得纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的表面包裹聚硅氧烷层。本实验通过马尔文粒度仪、 X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、荧光分光光度计等检测方法研究不同煅烧温度和不同Tb~(3+)掺杂浓度对纳米晶Gd_2O_3的粒径、物相结构、和发光性能的影响。将真空干燥过的纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)置于马弗炉中分别以600, 800, 1000℃进行煅烧,得到的样品经XRD表征后发现:当煅烧温度为800℃时,得到立方相结构的纳米Gd_2O_3:Tb~(3+)。通过研究不同Tb~(3+)离子掺杂浓度下纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的荧光强度表明:当Tb~(3+)离子浓度为5.0%时,纳米晶Gd_2O_3:Tb~(3+)的发射强度最强,尤其是在主发射峰545 nm附近Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5能级跃迁峰,其峰值强度比掺杂浓度为2.5%时提高了39%; Tb~(3+)掺杂浓度升高至7.5%时,样品发生了浓度猝灭导致光谱强度下降。     

Eu~(2+)和Mn~(2+)激活的碱土金属铝酸盐的阴极射线发光

本文研究了不同Eu~(2+)浓度激活的Sr_4Al_(14)O_(25),BaMg_2Al_(16)O_(27)和BaMgAl_(10)O_(17)铝酸盐的阴极射线发光性质,并与其光致发光性质进行比较。BaMg_2Al_(26)O_(27):Eu~(2+)中掺入Mn~(2+)后可得到发射带半宽度只有27nm的绿色荧光粉。     

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。     

硼磷酸锶:铕(Ⅱ)荧光粉的合成和应用

前言硼磷酸锶:铕(Ⅱ)是最近新开发的光致发光材料,其化学式可表示为2(Sr_1—xEu_x)·O·mP_2O_5·nB_2O_3,由Eu~(2+)的4f~65d→4f~7跃迁产生宽谱带辐射,发射主峰在480nm。它不仅能为253.7nm汞蒸气的短波紫外光激发,而且还具有吸收405nm、436nm汞     

外场辅助液相法制备红色球形Y_2O_3:Eu~(3+)荧光粉

研究了以尿素为沉淀剂,通过改变加热方式、溶液pH、Eu~(3+)掺杂量及煅烧温度等条件,采用微波辅助液相法制备Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉,并对所得荧光粉进行检测分析。结果表明:试验所制备的荧光粉为规整的球形,涂敷性好,可以被近紫外激发光有效激发,发射主峰位于614nm处,归属于Eu~(3+)的~5 D_0→~7 F_2跃迁;该红色荧光粉可应用在白光LED。     

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)。     

Hydrothermal synthesis of lanthanide(hydr)oxide micro/nanorods in presence of tetrabutylammonium hydroxide

Uniform and well-defined lanthanide hydroxide and oxide micro/nanorods Ln(OH)_3(Ln=La, Pr, Sm, Eu, Gd, Er) and Gd(OH)_3:Eu~(3+), Gd_2O_3:Eu~(3+) were successfully synthesized through a green and facile hydrothermal method. Tetrabutylammonium hydroxide(TBAH) and lanthanide nitrides were used as the hydrothermal precursors without the addition of any templates/surfactants. The products were characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM), transmission electron microscopy(TEM), high-resolution transmission electron microscopy(HRTEM) and photoluminescence(PL) spectra. The result demonstrated that lanthanide hydroxide micro/nanorods with 20–80 nm in diameter and 50–450 in length were obtained. The size of the Ln(OH)_3(Ln=La, Pr, Sm, Eu, Gd, Er) rods increased with the increase of the atomic number. The size of the Gd(OH)_3:Eu~(3+) rods decreased with the increase of p H value by modulating the amount of the TBAH solution. The as-formed product via the hydrothermal process, Gd(OH)_3:Eu~(3+), could be transformed to Gd_2O_3:Eu~(3+) with the same morphology and a slight shrinking in size after a post annealing process. It is a facial method to synthesize photoluminescent nanomaterial of Gd_2O_3:Eu~(3+). The Gd_2O_3:Eu~(3+) microrods exhibited strong red emission corresponding to ~5D)0→~7F_2 transition(610 nm) of Eu~(3+) under UV light excitation(257 nm).     

Bi~(3+)和Eu~(3+)在Y_3SbO_7中的发光性能

本文观察不同浓度的Eu~3和Bi~(3+)在具有立方晶系的Y_3SbO_7中发光性能及Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递。Y_3SbO_7∶Eu~(3+)、Bi~(3+)磷光体在393nm激发下,Bi~(3+)将吸收紫外光的一部分能量传递给Eu~(3+),使其红光发射增强。其余的能量则以兰光(440nm)和绿光(540nm)发射。其“相对强度比”与合成温度有关,该磷光体可能是一种在多波段发光的新材料。     

(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。