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。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

为了弥补目前白光LED显色指数的不足,用传统熔融法制备了Eu3+/Tb3+掺杂的硼硅酸盐玻璃,研究了Eu3+/Tb3+掺杂的硼硅酸盐玻璃在391 nm和462 nm激发下的下转换发光性能和能量传递特征。结果表明,用462 nm激发Eu3+掺杂的硼硅酸盐玻璃样品,发现随着Eu3+浓度的增加,Eu2O3含量为0.5%(摩尔分数)时达到发射强度最大值。对于Eu3+/Tb3+共掺的硼硅酸盐玻璃,在462 nm处呈现最强激发峰,其最强发射峰为612 nm的红光。而且随着Tb3+浓度的增加,Eu3+和Tb3+之间的能量传递加强,大大提高了612 nm红光的发射强度。     

白光LED用LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉的制备与表征

采用水热法制备具有单一相六方晶系的LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、光致发光光谱(PL)和荧光衰减曲线对LaF_3:Eu~(3+)纳米荧光粉进行表征. LaF_3:Eu~(3+)荧光粉的激发光谱主要由250 nm处的宽带(O2-→Eu3+的电荷转移跃迁)和一些尖峰(Eu3+f-f跃迁)构成,其中位于近紫外区396 nm处有一较强的激发峰.通过发射光谱探测Eu3+在LaF3晶体中的局部晶场环境.在298 K下激发光谱和发射光谱可知,在六方晶系的LaF3纳米晶体中的Eu3+晶格位置从D4h降至到C2v,这是由于晶格变化所造成的.在396 nm激发下,观测到较优掺杂浓度为10%的LaF_3:Eu~(3+)荧光粉在591 nm(5D0→7F1跃迁)处有强烈的红色发射峰.其发光性能表明,LaF_3:Eu~(3+)红色荧光粉在近紫外发光二极管领域具有潜在的应用价值.     

Tb~(3+)掺杂ZnWO_4基绿色荧光粉的发光性能

以柠檬酸为螯合剂,采用沉淀法制备了稀土Tb3+掺杂的ZnWO4绿色荧光粉前驱体。通过差热分析(DTA)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)等手段对产物进行了表征。结果表明,当退火温度低于700℃时,得到的样品为非晶态,而高于850℃退火处理后为单斜结构。使用荧光分光光度计研究了Tb3+在ZnWO4基质中的发光性质。结果显示,ZnWO4:Tb3+样品在544nm波长光的监测下于200~300nm处出现由W→O及Tb→O跃迁共同作用产生的重叠激发峰和系列Tb3+的f-f跃迁锐峰,其中位于488nm处的激发峰非常显著,对应于Tb3+的7F6→5D4跃迁。说明该法制备的荧光粉ZnWO4:Tb3+能够被蓝光有效激发,可以与广泛使用的蓝光LED芯片的输出波长相匹配。在488nm波长光的激发下观察到ZnWO4粉末中Tb3+的544nm(5D4→7F5)强的特征发射,说明ZnWO4:Tb3+粉末可作为白光LED的绿色补偿荧光粉。当以267nm激发ZnWO4:Tb3+时,有宽的WO2-4特征发射峰和Tb3+的5D4→7F6及5D4→7F5跃迁产生的发射峰,随着Tb3+掺杂浓度的增加,WO2-4的特征发射强度逐渐降低,而Tb3+的5D4→7F5跃迁强度增大,表明Tb3+与WO2-4之间有能量转移。     

SiO_2∶Eu~(3+)的制备与发光性能研究

以三氧化二铕和正硅酸乙酯为原材料,利用溶胶-凝胶法、高温机械力化学法合成了SiO_2∶Eu~(3+)粉体.用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了材料的结构和形貌,采用激发光谱、发射光谱对荧光粉体的发光性能进行了测量.结果说明:溶胶-凝胶法、高温机械力化学法合成样品的发光性能随着热处理温度的增加先增强后减弱,分别在900℃和600℃达到最好,粉体平均粒度分别为2μm与1μm.与溶胶-凝胶法比较,高温机械力化学法的制备温度降低了300℃.且利用高温机械力化学法制备的样品的发光性能要好于溶胶-凝胶法制备的样品.     

Co~(2+)掺杂YPO_4:Eu~(3+)荧光材料的水热合成及其发光性能

采用水热法合成了Co2+掺杂YPO4:Eu3+荧光材料,并用XRD、XPS、FT-IR和荧光光谱对合成产物的晶体结构、元素价态和发光性能进行研究。结果表明,所合成样品均是纯相四方晶系磷钇矿结构的Co2+掺杂YPO4:Eu3+晶体,在紫外光激发下可有效地发射出Eu3+特征橙红色光,荧光寿命约为4.6ms。少量Co2+、Eu3+共掺杂对合成产物基质的物相组成和晶体结构并无明显影响,但对其发光性能却有重要影响,所制备YPO4:2%Eu3+,0.10%Co2+样品位于595nm处的发射峰强度比YPO4:2%Eu3+样品的提高了21.1%左右。     

Eu~(2+)- Mn~(2+)共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能

荧光粉是新一代照明器件的重要组成部分, T相碱土金属硅酸盐荧光粉具有独特的晶体结构,表现出优良的抗发光热猝灭性能。将Mn~(2+)引入具有青绿色发光的(Ba_(0.7)Ca_(0.29)Eu_(0.01))_2SiO_4荧光粉,通过Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递可以实现Mn~(2+)的红光发射。通过高温固相反应法制备了具有不同Mn含量的T相碱土金属硅酸盐荧光粉(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4。X射线衍射(XRD)图谱表明,所合成的样品都为纯相,晶格常数随Mn~(2+)含量增多而减小。通过稳态荧光发射光谱、激发光谱和荧光衰减曲线研究Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递过程,确认其机制为电多极作用,临界距离为3.433 nm。T相(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4荧光粉在200℃时的发光强度仍可保持室温时的67%～80%,抗发光热猝灭性能优异。通过改变Mn的含量,可以调控Eu~(2+)的蓝光峰与Mn~(2+)的红光峰之间的相对比例,从而实现从冷白光到暖白光的单一基质白光发射。     

熔盐法合成红色荧光粉CaWO_4∶Eu~(3+)及其发光性能的研究

采用熔盐法在800℃条件下合成了红色荧光粉CaWO4:Eu3+。通过多种手段对样品进行了表征,并与固相法样品进行了对比。XRD结果表明所合成的荧光粉衍射峰位置和标准卡77-2233一致,为单一四方晶系的白钨矿结构;SEM结果表明荧光粉形貌规则,粒度分布均匀,分散性较好;光谱结果显示荧光粉的发射主峰位于614 nm处,激发主峰位于393 nm处,为近紫外激发,色坐标为(0.661,0.343),且色纯度与商品粉相当。由于CaWO4∶Eu3+用熔盐法合成具有工艺简单、能耗低、周期短等特点,合成样品粉体形貌好、粒度分布均匀、结晶度高,样品质量不低于固相法样品,因此,该方法值得研究者关注。     

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。     

Eu~(3+)掺杂ZnS纳米晶的制备及其表面修饰

通过水相法合成Eu~(3+)掺杂ZnS纳米晶(ZnS:Eu),合成的ZnS:Eu纳米晶具有立方晶形结构,粒径约为2 nm~4 nm,荧光谱图中可以检测到Eu~(3+)的5D0-7FJ(J=0,1,2)的特征吸收峰,这是由于在ZnS:Eu纳米晶内Eu~(3+)周围存在电荷缺陷和晶格缺陷导致的。为了实现ZnS:Eu纳米晶的功能性和可加工性,通过新颖的方法配体交换法合成了5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)表面修饰的ZnS:Eu纳米晶(MQ-ZnS:Eu),表面修饰后的MQ-ZnS:Eu纳米晶与ZnS:Eu纳米晶相比较发光效率显著提高,且发射峰发生蓝移,蓝移约80 nm~90 nm,这可能是MQ与ZnS:Eu纳米晶之间协同作用导致的。     

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)。     

红色荧光粉NaBaPO_4:Eu~(3+)的制备及其性能研究

采用高温固相法制备单一六方晶系红色荧光粉NaBaPO4:Eu3+。利用XRD、SEM和荧光光谱等对NaBaPO4:Eu3+粉末的理化特性进行表征,考察了激活剂Eu3+的浓度和助熔剂NH4F用量对粉末的晶体结构和发光性能的影响。结果表明:激活剂Eu3+最大掺入量为20%,助熔剂NH4F的最大掺入量为10%,采用该配比合成得到的荧光粉NaBa0.8PO4具有最好的发光性能。在最强激发波长的近紫外光(≈393nm)激发下,样品发射强的红光(≈613nm)和橙光(≈591nm)。     

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。     

Zn~(2+)掺杂增强NaY(MoO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+)荧光粉的上转换发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列的NaY_(0.78-x)(MoO_4)_2∶0.2Yb~(3+),0.02Ho~(3+),xZn~(2+)(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电镜以及荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和荧光性能进行了表征。结果表明Zn~(2+)的掺杂可以通过替换Y~(3+)格位和占据晶格间隙的方式进入基质晶格。在980nm激光激发下,样品呈现出了强烈的绿光(551nm)和相对微弱的红光发射(668nm),分别归因于Ho~(3+)的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8跃迁。Zn~(2+)的掺杂可以使上转换发光强度显著增强,其原因是Zn~(2+)掺杂产生了O~(2-)空位而且可以裁剪Ho~(2+)周围的局域晶体场对称性。基于泵浦依赖的研究,对能级图和可能的上转换发光机理进行了详细的讨论。     

Eu~(3+)/Tb~(3+)掺杂YBO_3-2SiO_2发光体的结构与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂铕、铽离子(Eu~(3+)、Tb~(3+))的硼酸钇YBO3-2SiO_2的白色发光体,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱(FT-IR)、激发及发射光谱表征和研究了样品的结构和发光性能,对于共掺杂的发白光的Eu~(3+)/Tb~(3+):YBO_3-2SiO_2发光体,900℃时,样品主要以YBO3形式存在,Eu~(3+)/Tb~(3+)的最佳掺杂摩尔浓度为9.0%/9.0%。     

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。     

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。     

掺杂Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料发光性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了Sr_(2-x-y)Ca_yAl_2SiO_7:xEu~(2+)(y=0,0.1,0.2,0.3,x=0.04)荧光粉,系统地研究了Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料的微观结构和发光性能的影响,以及产生这些影响的机理。通过XRD与SEM分析,发现荧光粉为Sr_2Al_2SiO_7结构且为四方晶系,粒度在70 nm左右。对荧光粉的激发和发射光谱进行了测试,结果表明掺杂Ca~(2+)会使发射峰位置微弱蓝移并当浓度超过0.2%(摩尔分数,下同)后,出现浓度猝灭现象。采用三指数函数模型对余辉衰减曲线进行拟合,发现掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时光子的最大寿命为109 s大于未掺杂Ca~(2+)时的106 s。通过热释光谱测量,估算了其陷阱的深度和密度。分析表明,掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时荧光粉具有较佳的陷阱深度(0.77 eV)与陷阱密度(3.86×10~4(cm~3)~(-1)),表现出优良的余辉性能。     

高Eu~(3+)浓度掺杂硼铋钙红光玻璃的制备与发光性能

采用传统熔融冷却法制备Eu~(3+)掺杂的硼铋钙红光玻璃,研究不同Eu~(3+)掺杂浓度下,玻璃的密度、摩尔体积、折射率等一般物理性质的变化规律;分析玻璃的激发、发射光谱及玻璃的结构和热稳定性,得到了一种高Eu~(3+)浓度掺杂的红光玻璃.研究表明:随着Eu~(3+)浓度的不断升高,玻璃的密度、折射率、玻璃转化温度和热稳定性逐渐升高,摩尔体积先减小后增大;8%(指摩尔分数,下同)为Eu_2O_3的较优掺杂浓度, 9%为玻璃成玻区中最大Eu_2O_3掺杂浓度.玻璃总体对称性均较低,为非晶态结构;玻璃结构致密程度先增大后减小,其结构单元主要包括[BO_3]三角体、[BO_4]四面体、[BiO_3]三角体和[BiO_6]八面体.制备的荧光玻璃因具有高的Eu~(3+)掺杂浓度、与蓝光芯片的有效匹配度、优良的热稳定性、较低的熔点以及合适的折射率等特点,将有望成为白光LED用玻璃陶瓷的良好基质.