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     

AlPO_4∶xEu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性研究

采用溶胶-凝胶法制备了AlPO_4:xEu~(3+)红色荧光粉,并对其结构和发光性能进行了分析。研究表明:在1300℃下恒温烧结4h可得到该样品,Eu~(3+)的加入对其结构没有明显的影响,且无杂相生成。通过测试AlPO_4:xEu~(3+)红色荧光粉的发光性能,激发峰位于200-550 nm,在394 nm处有一个很强吸收峰,该荧光粉有多个发射峰,发射主峰位于596nm处,呈现红色。同时研究了Eu~(3+)离子浓度对发光强度的影响,当掺杂浓度为7%时发光强度达到最高,结果表明该荧光粉是一种较好的红色发光材料。     

ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉的制备及发光特性研究

采用高温固相法制备了ZnMoO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,对样品进行了X射线衍射(XRD)和荧光光谱测定.XRD结果表明,样品在800℃时能得到单一ZnMoO_4相.激发光谱由1个宽带峰和若干个尖峰组成,宽带属于Mo~(6+)-O~(2-)电荷迁移吸收带(CT),并且发现宽带峰位随Tb~(3+)掺杂浓度增加而出现蓝移,尖峰属于Tb~(3+)的4f-4f跃迁,最强激发峰位于377 nm处.发射光谱由四组峰组成,最强发射峰在543 nm处,对应于Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁,属于磁偶极跃迁.研究了ZnMoO_4:Tb~(3+)荧光粉在543 nm的主发射峰强度随Tb~(3+)掺杂浓度的变化情况.结果显示,随Tb~(3+)浓度的增加,发射峰强度先增大;当Tb~(3+)浓度x=0.15时,峰值强度最大;而后随Tb~(3+)浓度增加,峰值强度减小.荧光寿命测试得到Tb~(3+)的~5D_4-~7F_5跃迁发射的荧光寿命值为0.506 ms.光谱特性研究表明,ZnMoO_4:Tb~(3+)是一种可能应用在白光LED上的绿基色发光材料.     

新型红色荧光粉Ca_(0.5)Sr_(0.5)MoO_4:Sm~(3+)的制备及光学性能

为了得到发光效率较好的长波长红色荧光粉,采用高温固相法成功地合成了适合紫外激发的红色荧光粉Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+,研究了其晶体结构和发光性质。X射线衍射(XRD)测量结果显示,制备的样品为纯相Ca0.5Sr0.5MoO4晶体。其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,通过不同波长激发的发射谱和与Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xEu3+的发射谱比较分析得出激发宽带为最有效激发带,归属于Mo6+-O2-的电荷迁移跃迁。在275nm的激发下,发射峰由峰值为564nm(4 G5/2→6 H5/2)、606nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)、707nm(4 G5/2→6 H11/2)的4个峰组成,最大发射峰位于647nm处,呈现红光发射。Sm3+掺杂高于6%时Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是最邻近离子间的能量传递。同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度,以添加Na+的效果最明显。     

Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤发射光谱的研究

文中建立了Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤的数学模型,在模型中针对各个离子的能级列出了速率方程并建立了光在光纤中的功率传输方程。通过对这些方程的求解来分析影响自发辐射放大(ASE)谱功率的因素。数值结果显示,当用280nm、446nm、800nm三种泵浦光激发时,自发辐射放大谱的宽度可达到800nm,覆盖400nm~800nm的传统三基色和1200nm~1600nm的通信波段。由于具有较宽的自发辐射放大谱,Bi~(3+)-Bi~(2+)-Bi~+-Ti~(3+)共掺光纤作为光纤光源在光电子器件应用中有广阔前景。     

Eu~(2+)激活硅酸钡镁荧光粉的改进与特性

Eu~(2+)激活的硅酸钡镁(BaMg_2Si_2O_7:Eu~(2+))荧光粉通过再烧结或再洗涤,其特性获得明显改善。当该粉加 NH_4F 助熔剂重新烧结并用 KOH 重新洗过后,其特性改善最大。该粉用于荧光灯,100小时灯的维持率较高,光输出是原来荧光粉的两倍,用低能电子谱法(ESCA)分析该粉的表面特性,发现其表面化学性质发生了惊人的变化。也发现,荧光粉表面组分与灯的特性之间,具有密切的关系。Eu~(2+)激活硅酸钡镁为 Sylvania 的217型荧光粉,最早由 Barry 于1970年研制。该粉一般常用于复印灯。用254nm 激发产生398nm 发射,峰值半宽度为24nm。用 Barry 法制备该粉,一般100小时后灯的性能很差:只有50％维持,紫外输出3000mW。该粉通过重新烧结或重新洗涤处理后,其光通与维持率均有明显改善,零小时的光输出提高20％。100小时的改善更明显,光输出达到原来的2倍。为了认识这一改进的机理,用低能电子谱法研究粉的表面,用 x 射线衍射谱法(XRD)和原子吸收光谱学(AA)来研究荧光粉体的结构。分析的结果表明,再处理对粉体化学性质影响很小,然而荧光粉表面成分却发生了惊人的变化。发现表面成分与灯性能之间密切相关。水文指出了ESCA 在 Eu~(2+)激活 BaMg_2Si_2O_7荧光粉研究中的贡献。讨论了再处理对荧光粉表面化学性质的影响以及表面性质与灯性能之间的关系。     

荧光磁性Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球的制备与表征

通过尿素均匀沉淀法合成了荧光磁性Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)纳米空心球,并且设计了一种壳-壳结构。利用模板法合成的这种壳-壳结构很好地避免了磁性纳米粒子的凝聚。扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)测试结果表明,得到的Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球直径均约为390 nm,并且磁性层和荧光层的厚度分别约55 nm和15 nm。壳的厚度和空心纳米球的尺寸可以很容易地通过调整原料的浓度和氧化硅模板的尺寸来控制。所制备的Fe_3O_4@Gd_2O_3∶Eu~(3+)空心球表现出较高的饱和磁化强度(17.1 emu/g),在紫外线的激发下发出较强的红光。这种特征使它完全可以应用于靶向治疗、免疫检测、磁性分离、荧光追踪等方面。该合成路线对其他多功能纳米空心球的可控合成也具有重要的意义。     

TRFIA中Eu~(3+)及其螯合物的光谱研究

本文研究了Eu~(3+)离子及其螯合物的吸收谱和荧光谱。通过对TRFIA(时间分辨荧光免疫分析)中使用的各种试剂的光谱测量,给出了有关Eu~(3+)发光螯合物的详细光谱描述。用国产试剂配制出的Eu~(3+)发光螯合物的最佳吸收波段在310～360nm,最佳激发波段在335～345nm,最佳荧光接收波段在613～623nm,对应Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁。     

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。     

Er~(3+)、Y~(3+)掺杂浓度对Ba_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3m):Er_m~(3+)材料上转换发光性能的影响

以低温燃烧合成法制备了Ba_xNa_yY_zF_(2x+y+3z+3 m):Er_m~(3+)上转换荧光粉,通过X射线衍射仪和扫描式电子显微镜对荧光粉的物相及形貌进行分析,采用正交实验法得出最佳配方。通过测试Er~(3+)和Y~(3+)掺杂浓度不同的样品的上转换发光性能,研究了掺杂浓度对红绿光上转换的影响。结果表明:增大Y~(3+)的掺杂浓度,有利于绿光上转换过程;增大Er~(3+)的掺杂浓度,有利于红光上转换过程。     

ZnWO_4∶Cr~(3+)激光晶体的发光特性

研究了ZnWO_4Cr~(3+)激光晶体的发光特性,其中~4T_2能级分裂为13550、14205、14706cm~(-1)三个能级,荧光谱的斯托克斯漂移为3567cm~(-1),ZnWO4∶Cr~(3+)晶体的最强荧光峰位于912nm,最佳激发峰在622nm,掺杂浓度在0.01％时,荧光发射最强。用532nm激发时仍有很强的荧光发射。     

980nm激发下YLiF_4∶Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)中的能量传递过程

利用水热法合成了YLiF4∶Er3 ,Tm3 ,Yb3 ,其中Er3 、Yb3 和Tm3 的摩尔分数分别为2%、1.5%和2%。在这种共掺杂体系中,在980nm光的激发下,材料的上转换发光为白光,发光峰不仅分别位于665nm(651nm)、552nm(543)、484nm和450nm处,并在648nm处还观察到了一个发光峰,其中最强的发射为红光。蓝光主要来源于Tm3 的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Er3 的4S3/2和2H11/2到基态4I15/2的跃迁,红光既来源于Tm3 的1G4→3F4的跃迁,也来源于Er3 的4F9/2→4I15/2的跃迁。不同发射对应的激发光谱略有不同,当用不同波长光激发时,得到的发光不同,由此证明了Tm3 和Er3 之间存在能量传递,并且这种能量传递增强了红光的发射,降低了绿光的发射。     

大功率LEDs用YMASG:Ce橙光陶瓷的制备与应用

为了提高传统发光二极管(LEDs)的热稳定性和解决红光成分缺失的问题,基于超细粉体原料反应烧结制备了Y_(3-x)Mg_2AlSi_2O_(12)∶x Ce~(3+)(YMASG∶Ce)荧光陶瓷。采用XRD、SEM、PL等测试方法研究了其组成、微结构和发光性能。结果表明:1520℃是YMASG∶Ce陶瓷的最佳烧结温度,含第二相MgY_4Si_3O_(13)仍呈致密化结构。在460 nm蓝光激发下,YMASG∶Ce陶瓷发光波长为582～600 nm,与蓝光芯片封装后LEDs发出利于人眼健康的低色温光;当掺Ce~(3+)量x=0.005时,LEDs的色温为2398 K,显色指数为77.6,光效为37.3 lm/W,发光性能优异。与荧光粉相比,YMASG∶Ce橙光陶瓷具有高热稳定性,在大功率LEDs照明上有广阔应用前景。     

Li-La磷酸盐激光玻璃Cr~(3+)→Nd~(3+)敏化

本文对Li-La磷酸盐玻璃单掺Cr~(3+)离子及双掺Cr~(3+)、Nd~(3+)离子的光谱性质进行了研究,测定了玻璃的吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Li-La磷酸盐玻璃中Cr~(3+)→Nd~(3+)的能量转移效率为38％,最适当的钕离子浓度为2×10~(21)cm~(-3),Cr_2O_3含量≥0.1wt％。     

Sm3+对SrWO4:Dy3+,Eu3+白色荧光粉发光性能的影响研究

利用共沉淀法合成了以Sm~(3+)为敏化离子,Dy~(3+),Eu~(3+)为激活离子共掺杂SrWO_4荧光粉,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光分析仪对荧光粉的形貌、物相结构及发光性能进行了表征及分析。结果表明,在394 nm波长激发下,Sm~(3+)浓度为1.5 mmol/L时SrWO_4荧光粉发光性能最好,样品色坐标为(0.338,0.342),接近标准白光色坐标(0.33,0.33)。因此,通过调控敏化离子Sm~(3+)浓度可以实现SrWO_4荧光粉色坐标的红移,在暖白光LED材料的应用研究上具有一定的意义。     

EDTA对球形Cd_2V_2O_7:Eu~(3+)纳米晶的制备及发光性能影响

以Cd(NO_3)_2·4H_2O和Na VO_3为原料,采用水热合成法,通过控制乙二胺四乙酸(EDTA)的用量,在p H=7、180℃下,合成了球形Cd_2V_2O_7:Eu~(3+)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及荧光光谱(PL)对产物微观结构以及光学性质进行了表征,探讨了EDTA与Cd~(2+)的摩尔比对Cd_2V_2O_7:Eu~(3+)形貌及发光性能的影响。结果表明,EDTA添加量对产物的形貌及发光性能起到重要影响,当n(EDTA)/n(Cd~(2+))=1:4时,水热体系下合成的球形Cd_2V_2O_7:0.8%Eu~(3+)纳米晶颗粒均匀,在398 nm光激发下,产物具有良好的荧光性能,其发射主峰位于612 nm处。     

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。     

新型橙红色荧光粉Ba3-xSrNb2O9:xSm3+光致发光研究

采用高温固相法制备了一类新型橙红荧光粉Ba_3-xSrNb₂O₉:xSm³⁺,通过XRD图谱鉴定了样品的纯相结构。根据激发发射光谱，紫外激发406 nm下，该荧光粉在596 nm处呈现出明亮的橙红光发射，Sm³⁺的猝灭浓度为0.04。结合变温光谱，分析得出在高温453 K下，其PL发射强度仍保持在室温下的76.5%,具有良好的热稳定性。此外，通过将样品与蓝色LED芯片简易封装，在激发电流160 mA下，Sm³⁺掺杂荧光粉在色坐标(0.331 4, 0.338 1)下发出明亮的白光，接近理想白光(x=0.33,y=0.33),显色指数高达93.3。结果表明，作为新型铌酸锶钡基质的荧光粉，在掺杂稀土Sm³⁺后，在紫外白光发光二极管(UV-WLEDs)中具有极高的应用可行性。     

Tb~(3+):SiO_2光转换薄膜的制备及性能研究

采用水热法制备了纯相Tb(OH)_3纳米棒,并以Tb(OH)_3纳米棒为掺杂剂制备了Tb~(3+):SiO_2光转换功能薄膜。研究了反应温度、离子浓度以及pH值对Tb(OH)_3纳米棒形貌结构的影响,同时研究了Tb(OH)_3纳米棒和Tb~(3+):SiO_2薄膜的发光性能。结果表明:在pH值为9.0,水热温度为180℃,离子浓度为0.25mol/L时合成的纳米棒在492,543,584和621nm处都有明显的荧光发射;而且,与其他样品相比,其荧光强度最强。在紫外光激发下,Tb~(3+):SiO_2薄膜在表现出Tb~(3+)特征发光的同时,也在400~480nm处表现出较强的宽带蓝紫光发射。     

水热法制备铝酸锶中Eu~(2+)的发光

用含有 Eu 的 A1_2O_3 xH_2O 凝胶体和 Sr(OH)_2,在240—250℃下用水热法制备出铝酸锶粉末,Al 与 Sr 的比为2—12。将制得的材料在 N_2+H_2气氛中以850—1150℃灼烧可制得有效的蓝绿发光荧光粉。其晶相属于鳞石英—霞石结构;化学式为 Sr_nAl_2O_3,式中 n≤1。随着 n 值的减小,405nm 处发射带的强度增加,而510nm 发射带强度改变不