Er3+/Yb3+共掺杂Ca0.5Gd(WO4)2荧光粉的发光性能和温度特性

上转换发光材料由于具备独特的热敏特性而被应用于非接触式光学温度传感技术,其中Ca_0.5Gd(WO₄)₂具有良好的热稳定性和光学特性,非常适合作为温度传感器的基质材料。本工作采用高温固相法成功制备了Er³⁺、Yb³⁺共掺杂Ca_0.5Gd(WO₄)₂荧光粉,研究了不同Yb³⁺掺杂浓度对样品物相结构、微观形貌和发光性能的影响。随着Yb³⁺掺杂浓度的增加,Ca_0.5Gd(WO₄)₂∶Er³⁺/Yb³⁺荧光粉的上转换和近红外发光强度先增加后减小,在Yb³⁺掺杂浓度为10%(摩尔分数,下同)时,发光强度均出现最大值。根据泵浦功率与发光强度的依赖关系可以得出,Er³⁺的上转换发光属于双光子吸收过程。此外,测量了样品Ca_0....     

Bi3+/Eu3+共掺Y2MgTiO6荧光粉的发光性能研究

采用高温固相法合成了Bi³⁺和Eu³⁺共掺的Y₂MgTiO₆荧光粉，X射线衍射谱(XRD)分析表明，所有样品的晶体结构均为单斜晶系P2₁/n, Bi³⁺和Eu³⁺掺入Y₂MgTiO₆中并替代Y³⁺的位置。通过光致发光光谱、X射线激发荧光谱(XEL)系统研究了Bi³⁺和Eu³⁺掺杂浓度与发光强度之间的关系。荧光分析表明，Y₂MgTiO₆∶Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉可被271nm左右的近紫外光激发，在620nm处表现出较强的红光发射带，这一发光属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂特征跃迁；当Eu³⁺掺杂量为20%(摩尔分数)...     

Tb3+掺杂对Sr2CeO4∶Eu3+发光性能的影响

以尿素为燃料硼酸为助熔剂,采用燃烧法合成了Sr2CeO4∶Eu3+、Tb3+发光材料。测试结果表明,当Tb3+的掺杂为1%(摩尔分数)时,合成的样品为单相Sr2CeO4斜方晶系结构,其样品的激发光谱为240～370nm的宽带双峰,发射光谱为400～550nm宽带峰,余辉衰减曲线的结果显示,适量的掺杂Tb3+可以提高产品的发光性能。与Sr2CeO4∶Eu3+相比,掺杂Tb3+有利于形成结晶度好的固溶体,样品的发光强度明显提高。     

绿色长余辉发光材料MgGa2O4:Mn2+的制备及性能研究

采用高温固相法合成了MgGa₂O₄:xMn²⁺(x=0.5%,1%,3%,5%)系列绿色长余辉发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发光光谱、余辉光谱、热释光谱等表征手段对其长余辉发光性能进行了研究。样品的发射光谱的结果表明,Mn²⁺在509 nm处的特征发射峰,对应Mn²⁺离子的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)电子跃迁,随着Mn²⁺掺杂浓度的增加,其发光强度先增强后减弱,掺杂浓度为3%时样品具有最好的发光性能;掺杂浓度为1%时其余辉强度最强,余辉时间可以持续1h以上;热释光谱在342 K附近出现一个宽峰,这表明样品存在大量的陷阱,这有利于捕获被激发的电子,形成长余辉发光。     

CaF2:Yb3+/Er3+/X(X= Li+, Na+, K+)近红外二区发光性能研究

利用热分解法制备了CaF₂:Yb³⁺/Er³⁺纳米颗粒,通过改变Yb³⁺和Er³⁺的掺杂浓度对其近红外二区(NIR-II)发光性能进行调节,研究结果表明,当Yb³⁺掺杂浓度为20%,Er³⁺掺杂浓度为2%时,在980 nm光源激发下,NIR-II发光性能最强,且纳米颗粒分散性良好,尺寸均匀。然后,进一步研究了不同的碱金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺)共掺杂对其NIR-II发光性能的影响,研究结果表明,Li⁺掺杂因不利于纳米颗粒成核导致NIR-II发光性能降低,Na⁺和K⁺掺杂均有利于NIR-II发光性能提升。相比而言,K⁺离子半径更大,更有利于破坏晶体场的局部对称性,因此,在K⁺共掺杂的情况下NIR-II发光性能最强。     

Ce3+、Mn2+掺杂Zn3（BO3）2的制备及其发光性能

采用共沉淀法在700℃和较短的烧结时间下制备了Zn3(BO3)2和不同浓度的Ce3+、Mn2+离子掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶粉末,对合成产物的发光性质及发光机理进行了研究。利用荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪以及透射电镜对其光学性能和纳米晶形貌进行了表征。结果表明Ce3+离子掺杂的Zn3(BO3)2样品在340～400nm之间有强的荧光发射,其最高发射峰峰位为365nm,在Ce3+掺量为0.5%(摩尔分数,下同)时发光强度达到最高值。Ce3+取代Zn2+离子作为发光中心,Mn2+离子作为激活剂加入,并不影响荧光发射峰的位置,但能够有效增强其发光强度。当Mn2+离子掺量为0.7%(摩尔分数)时,Ce3+、Mn2+共掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶发光强度达到最高值。     

棒状结构NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸二钠(EDTD-2Na)为螯合剂,采用水热法合成了棒状结构的NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末。分别借助X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)和扫描显微镜(SEM)对其晶体结构、发光强度和表面形貌进行分析和表征。探究了稀土前驱体、水热温度和水热时间的实验条件对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末上转换发光强度的影响;研究了氟源和钠源对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺晶体形貌和上转换发光强度的改善;同时,采用煅烧处理的方法,进一步探究样品的形貌和发光强度收到的影响。实验结果表明NH₄F与NaOH作为氟源和钠源及200℃煅烧1 h得到的棒状结构NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺的发光强度最好,色坐标(CIE)绿色发光强度从84%提升到94.88%。     

耐水型SrAl2O4∶(Eu2+,Dy3+)发光材料制备及性能测试

采用硅烷偶联剂对SrAl₂O₄∶(Eu²⁺,Dy³⁺)发光材料进行耐水性表面包覆,比较不同包覆材料及用量下包覆效果的差异,并通过耐水性实验、余辉性能实验、超景深显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等手段对包覆前后的发光材料进行微观观察及表征,研究改性前后材料性能、表面形貌与成分的差异。结果表明,当以KH560为偶联剂、包覆比为9%(wt,质量分数)时,硅烷偶联剂能均匀地包覆在长余辉发光粉表面,可有效提高材料的耐水性能,同时发光材料的发光性能未受影响。     

正交试验法优化长余辉发光材料Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+的合成工艺

采用高温固相法在碳粉还原气氛下合成蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+。通过正交试验,以初始余辉亮度和余辉时间为评价指标,研究了烧结温度、Eu2+、Dy3+和硼酸的摩尔分数对发光材料余辉性能的影响。结果表明:各个因素在实验设定水平范围变化时,最佳合成工艺为烧结温度1300℃,Eu2+、Dy3+和硼酸的摩尔分数分别为2%,4%,10%。按照上述工艺条件合成的样品余辉性能最佳,初始余辉亮度可达2238mcd/m2,余辉时间超过1400s。样品具有250nm～450nm的激发范围,发射峰位于470nm。     

Ce3+-Tb3+共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce³⁺-Tb³⁺共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb³⁺掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce³⁺和Tb³⁺的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb³⁺掺杂量增加,位于380 nm处Ce³⁺的特征发射峰减小,543 nm处Tb³⁺的特征发射峰增强,证实Ce³⁺和Tb³⁺之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb³⁺掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。     

Gd2O3下转换发光材料的制备及光学性能研究

通过溶胶-凝胶法制备了Er³⁺/Yb³⁺双掺杂的Gd₂O₃下转换发光材料,按照掺杂摩尔百分比n(Gd³⁺)∶n(Er³⁺)∶n(Yb³⁺)=100∶2:x（x=0,3,6,9）调整Yb³⁺的掺杂比例,通过XRD、SEM、荧光光谱和荧光衰减研究了Er³⁺/Yb³⁺双掺对Gd₂O₃发光材料晶体结构、微观形貌、发光性能和量子传递效率的影响。结果表明,Er³⁺/Yb³⁺的掺杂没有改变Gd₂O₃的晶体结构,但使样品的特征衍射峰出现了高角度偏移;所有样品的晶粒尺寸约为65～85 nm,均属于纳米材料;随着Yb³⁺掺杂量的增加,样品在可见光区域和近红外光区域的衍射峰强度均表现出先升高后降低的趋势,其中2Er:3Yb掺杂比例的Gd     

Zn2+掺杂诱导Eu3+激活BiOCl层状半导体的反常发光性能研究

采用固相法在500℃下成功制备Zn²⁺掺杂BiOCl:Eu³⁺层状半导体, 并研究了Zn²⁺ (0~20mol%)掺杂对Eu³⁺激活BiOCl层状半导体发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、激发-发射光谱、荧光寿命衰减曲线对样品的结构和性能进行表征。研究发现, 随Zn²⁺掺杂浓度增大, BiOCl晶体结构不变, Eu³⁺荧光寿命延长, 但发光强度却出现先减后增的反常现象。综合分析表明这可能与BiOCl特殊的层状结构有关。通过XRD和XPS的表征可以推断: 当Zn²⁺掺杂浓度≤10mol%, Zn²⁺在BiOCl中掺杂方式以晶胞层间隙掺杂为主; 当Zn²⁺掺杂浓度>10mol%后, 掺杂方式逐渐向取代掺杂转变。两种掺杂机制对Eu³⁺荧光寿命的改变以及形成缺陷对基质能量传递效率的影响可能是形成上述反常现象的主要原因。研究结果有助于认识稀土掺杂层状半导体的发光性能及影响规律, 并对Eu³⁺掺杂BiOCl这类新型发光材料的开发设计具有指导意义。     

近紫外白光LED用红色荧光粉In2（MoO4）3:Eu3+,Bi3+的合成及发光性能

通过固相反应法在1000℃空气气氛中合成了In2(MoO4)3:Eu3+、Bi 3+红色荧光粉。粉体分别用X射线衍射(XRD)、荧光分度计测试。结果表明制备的荧光粉具有单相立方晶体结构,该荧光粉能够被近紫外光(395nm)有效激发,发射高强度的612nm红光。Eu3+浓度为40%(摩尔分数)时,In2(MoO4)3:Eu3+发光强度较高。In2(MoO4)3:0.4Eu3+、Bi 3+荧光粉,Bi 3+浓度为3%(摩尔分数)时,发光强度最大,高于没有掺Bi 3+的In2(MoO4)3:0.4Eu3+荧光粉。和CaMoO4:Eu3+相比,In2(MoO4)3:0.4Eu3+、0.03Bi 3+有较高的发光强度。因此,In2(MoO4)3:0.4Eu3+、0.03Bi 3+是一种可能应用于近紫外白光LED的新型红色荧光粉。     

新型双钙钛矿Ca2GdSbO6:Sm3+橙红色荧光粉的制备及其发光性能

用高温固相法合成一种新型系列橙红色荧光粉Ca₂Gd_1-xSbO₆:x Sm³⁺(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06),使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱和荧光衰减寿命等手段表征其物相结构、晶体结构、化学纯度和光学性质,研究了材料的发光性能。结果表明,这种荧光粉基于Sm³⁺在597 nm处的⁴G_5/2→⁶H_7/2跃迁,引入Sm³⁺作为发光中心在407 nm激发下可发出波长为597 nm的橙红光。随着Sm³⁺离子浓度的提高Ca₂GdSbO₆:Sm³⁺荧光粉的发光强度先提高后降低。根据Dexter理论,其浓度猝灭是电偶极-电偶极相互作用主导的,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.03。...     

实验优化设计中频反应溅射Al2O3:Ce薄膜发光性质研究

为了得到最优发光的薄膜材料成分参数,采用均匀设计和二次通用旋转组合设计相结合的方法建立发光强度与薄膜中氧含量和Ce³⁺ 离子掺杂浓度的回归方程,并用遗传算法求其取最大值时的解。用中频反应磁控溅射技术制备了相应成分的Al₂O₃:Ce非晶薄膜。在320nm光激发下,获得了较理想的发射光谱,对薄膜发光机理分析表明:薄膜的光致发光来自于Ce³⁺ 离子的5d1激发态向基态4f1的两个劈裂能级的跃迁。发光强度强烈的依赖于薄膜的掺杂浓度和氧元素含量。XPS检测表明,Al₂O₃:Ce薄膜中存在Ce³⁺ 。Ce³⁺ 含量和薄膜的化学成分是通过X射线散射能谱(EDS)测量的。薄膜试样的晶体结构应用X射线衍射分析。     

Al3+掺杂对La0.8Sr0.2Mn1–xAlxO3电输运性能的影响

钙钛矿锰氧化物La_1–xSr_xMnO₃ (LSMO)作为一种代表性庞磁阻材料,在磁传感器等领域具有广阔的应用前景,但在低磁场和室温下很难获得显著的庞磁阻效应。为提高LSMO磁电阻效应和转变温度,本研究采用传统固相反应法制备了La_0.8Sr_0.2Mn_1–xAl_xO₃ (0≤x≤0.25)(LSMAO)多晶样品,并系统分析了Al³⁺掺杂对LSMO电输运性质和磁电阻效应的影响。X射线衍射(XRD)图谱表明LSMAO样品具有单一的菱方结构,属于■空间群。电输运性质研究发现,样品的电阻率随Al³⁺的掺杂呈指数型上升,且外加磁场使金属-绝缘体转变温度有所提高。这可能是由于Al³⁺稀释了Mn³⁺/Mn⁴⁺离子网络,在减少载流子数量的同时增加了磁无序。此外,LSMAO陶瓷的导电机理随Al³⁺的掺杂从...     

紫外激发蓝色荧光粉Sr2-x-yB5O9Cl:xEu2+,yTb3+的合成和发光性能

采用高温固相反应法合成Sr_2-x-yB₅O₉Cl:xEu²⁺,yTb³⁺蓝色荧光粉。用X射线衍射表征材料的晶体结构、用荧光光谱仪测定Eu²⁺和Tb³⁺的掺杂浓度,研究了助溶剂H₃BO₃过量浓度和反应温度对荧光粉发光性质的影响。结果表明,单掺杂Eu²⁺时,其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极交互作用机制,浓度猝灭临界距离为R_C=1.71 nm。在紫外（230-410 nm）波段有强而宽的吸收带,表明此粉是一种近紫外白光LED用的蓝色荧光粉。     

新型配体(MRBHP)分子的制备与MRBHP-Al3+光学性能与应用研究

以罗丹明B酰肼为主体,利用马来酸酐、4-氨基苯甲醛为原料修饰主体设计合成一种功能性发光小分子配体(MRBHP)。MRBHP在乙腈与水溶液(v/v=95∶5)中与Al³⁺结合形成配合物后,溶液颜色由无色变为红色。通过核磁共振、红外光谱、紫外可见吸收光谱对配体结构以及MRBHP与Al³⁺的配位方式与性能进行了表征。结果表明,Al³⁺与MRBHP亚氨基的N原子,羰基的O原子以及马来酸酐的O原子结合以1∶1的方式形成配合物,配合物呈现特异性强光学吸收,吸收峰波长为558 nm。同时应用研究发现,这种配体对Al³⁺呈现很强的选择性,在558 nm峰位置的吸收且有较强的抗干扰能力;同时配体对Al³⁺线性检测范围为0.2~1μM时,最低检测限为0.14μM,配位常数为1.61×10^-6M^-1。     

Dy3+/Tm3+掺杂Na2Gd(PO4)(WO4)的制备及发光性能研究

采用二次熔融的高温固相法合成了一系列Dy³⁺/Tm³⁺共掺钠-钆-磷钨酸盐(NGPW)荧光材料，研究了其光致发光特性和热稳定性，以及CIE与激发波长的映射关系。改变激发波长可以让NGPW∶2%Tm³⁺,xDy³⁺(x=1%、2%、3%、4%、5%)荧光粉的颜色从蓝色-冷白色-暖白色-黄色连续变化。在356nm和363nm激发下，可实现白光发射。对共掺杂荧光粉的荧光衰减曲线进行表征，验证了该荧光粉中Dy³⁺和Tm³⁺之间存在能量转移。详细研究了能量传递效率和能量传递机理。NGPW∶2%Tm³⁺,xDy³⁺荧光粉有望成为极具潜力的色彩可调的单组分荧光粉。     

Zn2+含量对Ca0.925-xZnxMoO4:Eu0.0753+红色荧光粉发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Ca0.925-xZnxMoO4∶Eu30+.075红色荧光粉,并对粉体的物相结构、发光性能、粒径方面进行研究。实验得出,适量的Zn2+取代Ca2+没有改变Ca0.925MoO4∶Eu30+.075的晶体结构,而且明显提高了Ca0.925-MoO4∶Eu30+.075的发光强度。同时,掺杂Zn2+可以使红色荧光粉Ca0.925-xZnxMoO4∶Eu30+.075的电荷吸收带发生红移,Zn2+的最佳掺杂量为7%(原子分数)。对Ca0.925MoO4∶Eu30+.075和Ca0.855Zn0.07MoO4∶Eu30+.075进行对比研究,得出Ca0.855Zn0.07MoO4∶Eu30+.075的粒径稍大,但是其发光性能优于Ca0.925MoO4∶Eu30+.075。