Nd~(3+)/Yb_(3+)/Tm~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2纳米晶的制备及其上转换发光性能

采用水热法合成出Nd~(3+)/Yb~(3+)/Tm~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2纳米晶。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、荧光光谱等,对合成样品的晶体结构、形貌和上转换发光性能进行表征。结果表明:合成的样品均为纯四方相的NaY(WO_4)_2,粒径在50~55 nm之间。利用聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂制得的上转换纳米粒子,尺寸小、分散性好并且具有一定的水溶性。在808 nm近红外光激发下,观察到469 nm处的蓝光发射峰以及539 nm处的绿光发射峰,其中蓝光来自Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6能级跃迁,绿光由Tm~(3+)的~1D_2→~3H_5跃迁产生。并研究了共掺杂体系中Nd~(3+)→Yb~(3+)→Tm~(3+)的能量传递过程及其上转换发光机理。     

NaY(WO4)2:Dy3+荧光粉的制备及其上转换发光性能

利用水热法合成了NaY(WO4)2:Dy3+上转换荧光粉. 通过XRD、SEM表征该荧光粉结构和形貌. 探讨了Dy3+浓度、pH值、反应温度及焙烧温度对NaY(WO4)2:Dy3+晶体结构、形貌及发光性能的影响,得到在Dy3+浓度为0.5%,pH=8,反应温度180℃,800℃焙烧条件下的样品具有最佳上转换发光性能. 利用776 nm近红外光激发NaY(WO4)2:Dy3+,观察到480 nm处的蓝光发射峰以及577 nm处的黄光发射峰. 其中蓝光来自Dy3+离子的4F9/2→6H15/2跃迁,黄光由Dy3+离子4F9/2→6H13/2跃迁产生.     

不同掺杂浓度的NaGdF4∶Ho3+,Tm3+,Yb3+发光粉的上转换发光

采用水热法制备了掺杂不同比例Ho3 +/Tmn3+和不同Ylb3+浓度的NaGdF4∶Ho3+,Tm3+,Yb3+上转换发光粉,对其结构和上转换发光性能进行了表征.XRD研究结果表明:所有的样品均为六方结构NaGdF4.980 nm红外光激发下,稀土掺杂的NaGdF4发光粉显示分别来自于Ho3+离子5S2,5F4(Ho)→5I8 (Ho)跃迁发射的绿光,5F5 (Ho)→5I8(Ho)跃迁发射的红光,5 S2,5 F4(Ho)→5I7(Ho)跃迁发射的近红外光;来自Tm3+离子1D2(Tm)→3F4(Tm)和1 G4(Tm)→3H6 (Tm)跃迁发射的蓝光,1 G4(Tm)→3 F4(Tm)跃迁发射的红光,3H4(Tm) →3 H6 (Tm)跃迁发射的红外光.研究了Ho3 +/Tm3比例和Yb3+浓度对发光粉上转换发光性能的影响,并讨论了体系的上转换发光机制.计算的发光粉色坐标显示:掺杂Ho3 +/Tm3+比例和Yb3+浓度的变化能调控样品上转换发光颜色.     

Yb3+/Er3+共掺碲钨酸盐玻璃的能量传递与频率上转换发光

在970nm LD激发和Er^3 离子浓度几乎不变情况下，研究了Yb^3 ／Er^3 共掺碲钨酸盐玻璃中的能量传递和其上转换发光特性。结果表明：随掺Yb^3 浓度的增加，Yb^3 ／Er^3 间能量传递效率也增加，其值在0．52到0．60之间。在Yb^3 ／Er^3 共掺碲钨酸盐玻璃中观察到峰值分别位于533，547nm和668nm的上转换绿光和红光，它们分别来源于Er^3 离子^2H11/2→^4I15／2(533nm)，^4S3／2→^4I15／2(547nm)和^4F9/2→^4I15／2(668nm)辐射跃迁。上转换红光和绿光均为双光子过程，且随Yb^3 离子掺杂浓度的增加，上转换红绿光强度和其强度比值Ic／Ig也增加，这被认为是与激发态Er^3 与激发态Yb^3 之间的能量传递过程有关。     

Yb3+和Er3+共掺杂的NaY（WO4）2纳米晶的制备与发光性能

采用水热法制备出NaY(WO4):Yb3+,Er3+纳米发光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜表征了制备的发光粉样品;研究了不同Yb/Er摩尔比对发光强度的影响。结果表明:Yb3+和Er3+共掺杂的NaY(WO4)2属于四方晶系,其粒径在30 nm左右,且分散均匀。当Yb/Er摩尔比为4:1时,NaY(WO4):Yb3+,Er3+发光粉样品的发射峰强度达到了最大值。用980nm激光对其进行激发,在室温下观察到了410、524、553和656nm的发射峰,分别对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2的跃迁。根据激发功率与发光强度的关系得出410、524、553和656 nm发射峰均为双光子过程。     

干燥方式对NaY(WO4)2∶Dy3+,Eu3+荧光粉粒度及上转换发光性能的影响

采用水热法合成了Dy3+和Eu3+共掺杂的NaY(WO4)2上转换荧光粉,用XRD, SEM和荧光光谱(PL)等方法对不同干燥方式所得样品的晶体结构、微观形貌、晶粒尺寸及上转换发光性能进行了分析。结果表明,合成样品均为四方白钨矿结构的NaY(WO4)2,空间群为I41/a,掺入Dy3+和Eu3+未改变基质晶格;常规干燥、喷雾干燥、冷冻干燥及真空干燥后荧光粉的尺寸分别为817.91, 486.04, 388.74和349.82 nm,真空干燥的样品分散性最好。在793 nm近红外光激发下,冷冻干燥样品的上转换发光性能最佳,与干燥过程中粉体团聚程度减弱及表面层缺陷减少有关。576 nm处的黄光发射峰来自Dy3+的4F9/2→6H13/2跃迁,595 nm处的橙光、616和655 nm处的红光发射峰分别归属于Eu3+的5D0→7F1, 5D0→7F2和5D0→7F3跃迁。荧光粉的CIE色坐标均位于红光区,表现出良好的红光发射特性,在发光二极管和彩色显示等光电领域具有潜在应用价值。     

共沉淀法制备Tm:YbSAG纳米粉体及其发光性能

以聚乙二醇为分散剂,采用共沉淀法制备Tm:Yb3Sc Al4O12纳米粉体。最佳工艺条件为:煅烧温度1 000℃,煅烧时间2 h。通过对样品的扫描电子显微镜分析,得到纳米粉体平均粒径约为90 nm。测试了样品的激发和发射光谱,结果表明:在360 nm处激发峰最强,对应Tm3+的1D2→3H6能级跃迁;最强发射峰位于456 nm处,对应于1G4→3H6能级跃迁。测试了样品的上转换光谱,得到掺杂Tm3+的摩尔分数为2%时样品的发光强度较好,讨论了上转换发光机理,红光和绿光的发射是双光子吸收过程,蓝光发射源于1个三光子吸收过程。     

Er3+掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃的频率上转换研究

研究了基质玻璃成分对Er^3 掺杂氧氟锗硅酸盐玻璃上转换光谱和Raman光谱的影响,分析了氧氟锗硅酸盐玻璃中Er^3 的上转换发光机理。结果表明：通过975nm的激光二极管激发,在室温下同时观察到强烈的绿光(529,545nm)和红光(657nm)发射,分别是由于Er^3 的。H11/2→^4I15/2,^4S3/2→^4I15/2,和^4F9/2→^4I15/2跃迁,且均为双光子吸收过程。与545nm的绿光发射相比,657nm的红光发光强度比较微弱。随GeO2浓度的增加,基质玻璃的最大声子能量下降,导致无辐射跃迁几率降低,因此绿光和红光的发光强度都增强,但是其对绿光的影响大于红光。     

828 nm近红外光激发下Ho3+掺杂NaYF4的上转换发光性质

采用水热法合成了NaYF4:Ho3+上转换发光材料,用XRD、红外光谱、能谱及荧光光谱等对其进行表征,探讨了掺杂浓度、退火温度对上转换发光特性及晶型的影响. 结果表明,在828 nm近红外光激发下,在Ho含量0.7%(mol)、退火温度900℃时,样品的上转换发光效果最好,退火前样品发射蓝、黄光,700℃退火后,除发射蓝、黄光外,出现绿光的尖锐强峰,且温度越高其发光强度越高;退火温度为400℃时样品为a相和b相的混合相,随温度升高晶型转变为纯b相;Ho3+的上转换发光机制为能级跃迁,绿光、黄光、蓝光分别对应5F4,5S2?5I8, 5I5?5G6和3K8,5F3?5I8跃迁.     

Nd:YbAG纳米晶的制备与光谱性能

采用碳酸盐共沉淀法制备了钕掺杂镱铝石榴石(Nd:Yb3Al5O12;Nd:Yb AG)纳米晶。研究了合成溶液的p H值、煅烧温度和Nd3+掺杂量等对样品的相组成、形貌和发光性能的影响。结果表明:样品结构与Yb AG结构相符合;Nd:Yb AG纳米晶平均粒度约为50 nm。Nd3+掺杂的摩尔分数为3.5%时,样品的上转换蓝光最强,对应Nd3+的2G9/2→4I9/2能级跃迁;Nd3+掺杂量为1.5%时,上转换绿光最强,对应Nd3+的2G7/2→4I9/2能级跃迁;当Nd3+掺杂量为3%时,近红外区荧光性能最佳,对应Nd3+的4F3/2→4I11/2能级跃迁,样品具备良好的发光特性。     

柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(LuGd)_2O_3纳米粉体及其发光性能

以柠檬酸为燃烧剂,PEG(10000)为分散剂,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(Lu Gd)_2O_3纳米粉体,得出最佳的实验条件为:Lu~(3+)的掺杂量为25%(摩尔分数),溶液p H值为6。制备的纳米粉体平均粒径约为55 nm。测试了样品的激发和发射光谱。结果显示:最强激发峰位于361 nm处,归属于Tm~(3+)的~3H_6→~1D_2能级跃迁;最强发射峰出现在454 nm处,归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6的能级跃迁。样品上转换光谱显示:样品在484和658 nm处分别产生蓝光和红光的发射峰,分别归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6和~1G_4→~3F_4能级跃迁。研究了不同Tm~(3+)掺杂量对上转换发光强度的影响,确定了Tm~(3+)的掺杂量为4%,并讨论了发光跃迁机制。     

蓝光激发的Na_2ZnSiO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的合成及发光特性

以H3BO3作助熔剂,采用溶胶–凝胶法合成了Na2Zn Si O4:Eu3+红色荧光粉。用X射线衍射、荧光光谱分析对样品的结构及发光特性进行了表征,探讨了H3BO3助熔剂添加量和掺Eu3+量对Na2Zn Si O4:Eu3+发光性能的影响。结果表明:所得样品属于单斜晶系,样品的激发光谱主要由一系列线状谱峰组成,激发主峰为465 nm,归属于Eu3+的7F0→5D2特征跃迁。在波长为465 nm蓝光激发下发射红光,发射峰分别为578、591、613、653和701 nm,对应于Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁,发射主峰位于613 nm(5D0→7F2)处。当Eu3+和H3BO3的摩尔掺杂量分别为5%和0.8%时,样品的荧光发光强度最大。Na2Zn Si O4:Eu3+有望成为蓝光激发的白光发光二极管(w-LED)用红色荧光粉。     

柠檬酸凝胶法制备Er,Tm∶Yb3Al5O12纳米粉体及发光性能

以柠檬酸为燃烧剂,采用柠檬酸凝胶法制备了Er,Tm∶Yb3Al5O12(Er,Tm:YbAG)纳米粉体,其最佳的制备工艺条件:Er3+和Tm3+掺杂的摩尔分数分别为2%和1%,柠檬酸与金属硝酸盐原子总数的摩尔比为1.7∶1,煅烧温度和时间分别为950℃和2h。制备的粉体颗粒为规则球形,粒径均匀、分散性好,平均粒径约为45nm。研究了样品的发光性能,结果表明:2%Er,1%Tm∶YbAG样品的发光性能最好,在1 587、1 658和1 711nm处有较强发射峰,分别对应Er3+的4 I13/2→4 I15/2跃迁和Tm3+的3 F4→3 H6跃迁。样品的上转换光谱表明,上转换荧光峰包括了蓝光、绿光和红光。     

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4：Pr3＋发光材料及其发光性能的研究

用溶胶-凝胶法合成了亚纳米级Zn2SiO4：Pr3＋发光材料,探讨了Pr3＋掺杂浓度及保温温度对发光性能的影响;利用XRD、SEM对样品的结构及其形貌进行表征,结果表明：保温温度在1 000℃基本形成Zn2SiO4晶体,颗粒尺寸大约2μm;荧光分析结果表明,样品的激发及发光光谱均为Pr3＋的发光,激发峰λmax为353 nm,发射峰λmax为610 nm,是典型的Pr3＋的1D2-3H4跃迁引起的。     

钨酸钆镉单晶的光致发光性能

采用提拉法生长了钨酸钆镉[CdGd2(WO4)4, CGW]单晶.在室温下测试和研究了CGW单晶的光致发光谱和X射线能量色散谱.结果表明:样品中有Gd,Cd,W和O元素,未见其他杂质元素;样品的发光性质随激发波长的不同而有所变化.在313 nm波长光激发下,有3个发光带,分别为447 nm蓝光,487 nm蓝绿光和545 nm绿光;在353 nm波长光激发下,不仅有蓝光、蓝绿光和绿光出现,另外出现了575 nm黄光发光峰;在367 nm波长的光激发下,出现775 nm红光发光峰.对发光机制分析认为:蓝光和蓝绿光为本征发射,起源于WO42-离子团的内部电子跃迁;绿光起源于"WO42- Oi";黄光和红光起源于WO3内部跃迁.     

Er,Yb:(LaGd)_2O_3纳米粉体的制备与发光性质

以碳酸氢铵为沉淀剂,采用共沉淀法制备了Er,Yb:(La Gd)2O3纳米粉体。经1 000℃煅烧2 h得到的粉体颗粒呈规则球形,平均粒径约为90 nm,团聚低,分布均匀。研究了Er3+,Yb3+的掺杂量对样品发光强度的影响。结果表明:掺杂Er3+和Yb3+的摩尔分数分别为4%和5%时,所得样品的发光性能最优。样品的激发和发射光谱显示:在379 nm处激发峰最强,对应Er3+的4I15/2→4G11/2能级跃迁;最强发射峰位于562 nm处,对应于4S3/2/2H11/2→4I15/2能级跃迁。样品的上转换光谱表明:样品在548和662 nm有较强的发射峰,对应Er3+的4S3/2/2H11/2→4I15/2跃迁和4F9/2→4I15/2跃迁。并讨论了发光跃迁机制。     

Pr~(3+)掺杂SrWO_4荧光材料的制备与发光性能的研究

通过化学共沉淀法合成了不同Pr3+掺杂浓度的Sr WO4荧光材料,运用X射线衍射仪、扫描电镜测试手段对样品进行了结构与形貌表征。测量了各样品的发射和激发光谱,研究了激活剂Pr3+的摩尔分数对发光强度的影响,确定了Pr3+掺杂钨酸锶荧光材料最佳摩尔分数为7%,Sr WO4:Pr3+荧光材料的发射光谱由1个宽带峰和一些窄带峰组成,可以被紫外光有效地激发,300~500 nm处的宽带峰是WO2-4的自激发发射,即W6+→O2-电荷迁移态的发射,峰值位于425 nm处。500~700 nm处的窄带发射峰分别归属于Pr3+的1D2→3H4、3P0→3H6和3P0→3F2跃迁,在644 nm(3P0→3F2)处得到最强的红光发射。随着掺杂摩尔分数的增加,发光强度降低,发生了浓度猝灭。     

低温燃烧法制备Dy∶Yb_3Al_5O_(12)荧光粉及其光谱特性

以柠檬酸为燃烧剂,采用低温燃烧法制备Dy:Yb3Al5O12(Dy∶YbAG)荧光粉。通过不同煅烧温度下样品的X射线衍射和扫描电子显微镜分析,确定最佳煅烧温度为900℃。测试了室温下样品的激发光谱和发射光谱。结果表明:在359nm处激发峰最强,对应Dy3+的6 H15/2→6 P7/2能级跃迁;在486、587nm发射峰处得到了蓝光和黄光,分别对应Dy3+的4 F9/2→6 H1 5/2和4 F9/2→6 H1 3/2能级跃迁。计算了不同Dy3+摩尔分数掺杂的Dy∶YbAG的黄蓝光强度比,讨论了其对荧光粉发光颜色的影响,结果显示,当Dy3+掺杂摩尔分数为2%时,制备的2%Dy∶YbAG样品的发光性能最好。     

Growth and Spectral Analysis of Pr^3＋-Doped KYb（WO4）2 Laser Crystal

以 K2W2O7为助熔剂,采用泡生法生长出了 Pr3＋掺杂量为 5% （摩尔分数）的 KYb（WO4）2（Pr：KYbW）自激活激光晶体。X 射线衍射分析表明：生长的晶体为单斜晶系的 Pr：KYbW,晶格常数为 a = 1.065 nm、b = 1.031 nm、c = 0.753 nm、β = 130.65°。由样品的 Raman 光谱和红外光谱确认 Pr：KYbW晶体内共有 WO6和 YbO8两种畸变多面体结构,验证了晶体中钨氧桥键的存在。吸收光谱表明：在 945、975nm 处出现了 2 个最强的吸收峰,对应于Yb3＋的2F7/2→2F5/2能级跃迁。晶体的上转换荧光谱表明：在 481nm 处的蓝光来自于 Pr3＋的3P0→3H4能级跃迁;在 645nm 处的红光来自于 Pr3＋的3P0→3F2能级跃迁。     

水热法制备SrF2：Ce^3＋，Tb3^＋荧光粉及其发光性质研究

采用水热法合成了具有立方相结构的Ce^3＋、Tb^3＋共掺杂的SrF2发光材料SrF2：Ce^3＋，Tb^3＋，利用粉末X射线衍射（XRD）对其结构进行了表征，并研究了掺杂量、水热反应时间、激发波长对SrF2：Ce^3＋，Tb^3＋发光性质的影响。荧光光谱研究结果表明，SrF2：Ce^3＋，Tb^3＋在254nm波长紫外光激发下呈Tb^3＋的蓝绿光发射，存在Ce^3＋一Tb^3＋的能量转移现象；改变激发波长，出现了Ce^3＋和Tb^3＋共存于同一基质分别发光的现象，对应于Ce^3＋的4f-5d、Tb^3＋的5D4→7F5跃迁发光；水热反应时间和Ce^3＋、Tb^3＋掺杂量均能改变Tb^3＋的5D4一7F6、5D4一7F5跃迁峰的发光强度。