K2MgSiO4:Eu3+红色荧光粉的制备与发光性能

采用高温固相反应合成了适合近紫外光-蓝光激 发的K₂MgSiO₄:Eu³⁺红色荧光粉,并对其发光特性进行了研究。X射线衍 射(XRD)测试结果表明,合成样品为纯相晶体。样品激发光谱由O2-→Eu³⁺电 荷迁 移带波长为(200～350nm)和Eu³⁺的特征激发峰(波长为350～500nm) 组成,主峰位于396nm波长处,次级峰位于466nm波长处。在396nm和466nm波长分别激发 下,样品发射峰均由Eu³⁺的⁵D₀→⁷FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619nm波长处发射强度最大。 随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,荧光粉的发光强度增大。在实验测定的浓度范 围内,未出现浓度猝灭现象。样品的色坐标位于红光区,且非常接近NTSC标准。样品发光强 度随温度增加出现温度猝灭现象,发 射峰位置并未出现明显红移。样品中,Eu³⁺在⁵D₀能 级上的荧光寿命约为0.535ms。     

热处理温度对Li2SrSiO4:Eu2+发光性能的影响

采用高温固相反应法制备一种白光发光二极管(LED )用黄色荧光粉Li₂Sr(1－x)SiO₄:xEu²⁺, 研究测试温度和退火温度对Li₂Sr(1－x)SiO₄:xEu²⁺荧光粉发光性能的影响。实验发现,对于 不同掺杂浓度的样品,在不同测试温度下,经过热处理后的样品与未处理样品相 比,激发和发射光谱强度得到普遍提高,原因是热处理后晶体结构的完整性得到 提高。在变温测试下,Li₂Sr(1－x)SiO₄:xEu²⁺的发光性能总体是随着测试温度升高而 下降,但在短波长(500～550nm)范围内的发光性能随着温度升高 而增强。分析表明,这与Li₂SrSiO₄基质材料的晶体结构和掺杂元素有关。     

近紫外基白光LEDs用NaY(MoO4)2:Eu3+材料的发光特性

采用固相法于550℃灼烧4h,合成了Eu³⁺ 单掺杂的NaY(MoO₄)₂材料,研究了材料的 发光特性。X射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量杂质的材料仍为纯相的NaY(MoO₄)₂。以 393nm波长 近紫外光作为激发源时,NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺可以发射主峰位于616nm波长的红色光,对应Eu³⁺的 ⁵D₀-⁷F₂跃迁发射。研究发现,增大Eu³⁺掺杂量 时,对应材料的发射强度会逐渐增大,但是 未发现浓度猝灭现象,通过相应的衰减曲线解释了此结果。测量不同Eu³⁺掺杂量下 , NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺的色坐标结果显示,色坐标基本不变,位于红色区域。上述 结果表明, NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺在白光LEDs领域有一定的应用潜力。     

用于白光LED的KNaCa2(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了蓝色荧光粉KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺,利用X射线衍射(XRD)和光谱技术等表征了材料的性能。结果显示,少量Eu 2+的掺入并没有影响KNaCa₂(PO₄)₂的晶体结构。 在399nm近紫外光激发下,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺材料发 射蓝光,发射光谱为400～600nm, 主发射峰位于471nm,对应Eu²⁺的4f^65d1→ 4f⁷跃迁发射;471nm发射峰,对应的激发光 谱为250～450nm,主激发峰位于399nm,与近紫外芯片匹配很好。 以365nm近紫外光作为 激发源时,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺材料的发射强度约为商用蓝色荧光粉BAM:Eu 2+的85%;而以 399nm近紫外光作为激发源时,相较于BAM:Eu²⁺,KNaCa₂(P O₄)₂:Eu²⁺材料具有更强的发射强 度。此外,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺和BAM:Eu²⁺的CIE色坐标接近,均位于蓝 色区域,色坐标分别 为(0.154,0.154)和(0.141,0.112)。研究结果 表明,KN aCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺是一种在三基色白光LED中有应用前景的蓝色荧光粉。     

CaSi2O2N2:Ce3+/Eu2+荧光粉的发光性能研究

采用高温固相反应法制备了CaSi₂O₂N₂:C e³⁺/Eu ²⁺荧光粉,研究了分别掺杂Ce³⁺、Eu²⁺及Ce³⁺/Eu²⁺共掺 杂时荧光粉 的发光特性。CaSi₂O₂N₂:Ce³⁺在333 nm激发下得到宽波段的发射谱,发射峰 位于395nm,随着Ce³⁺浓度的增大,发 射波长出现明显的红移,猝灭浓度为1mol%。CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺在397nm激发下得到峰值位于540nm处的宽波段发射谱, 猝灭浓度为1mol%。对于Ca0.99－2xSi₂O₂N₂:xCe ³⁺,xLi⁺,0.01Eu²⁺荧光粉,在333nm激发下,位于395nm处的发射峰十分微 弱,在540nm处有宽带发射,随着Ce³⁺浓度增大,位于540nm处的Eu²⁺的特征 发射显著增强。对于Ca0.98－ySi₂O₂N₂: 0.01Ce³⁺,0.01Li⁺,yEu²⁺荧光粉,在激发光波长 为333nm,Eu²⁺浓度较低时,可以观察到两个发射带,峰值分 别位于395nm及540nm,随着Eu²⁺浓度增加,位于395nm的 发射强度一直减小,而540nm处的发射强度先增加后减小,猝灭浓 度为0.4mol%。证实了Ce³⁺,Eu²⁺之间发生了有效的能 量传递。计算出Ce 3+、Eu²⁺之间能量传递的效率ηT,在Eu²⁺浓 度为 1mol%时ηT趋于饱和,达到97.7%。通过计算,得到Ce3+ 与Eu²⁺之间的能量传递方式为电偶极-电偶极相互作用。     

Eu2+掺杂Sr5(PO4)2SiO4磷灰石荧光粉的发光性能研究

采用高温固相法制备了Sr5－x (PO₄)₂SiO₄:xEu²⁺(x =0.010,0.015,0.020,0.025,0.050, 0.100)荧光粉,研究掺杂 浓度和测试温度对荧光粉发光性能的影响。随着Eu²⁺掺杂浓度的增加,发射强度呈现 先增大后减小的变化 趋势,并在x=0.015时达到最大值。Eu 2+掺杂浓度较低时(x≤0.025),Eu²⁺取代不同格位的 Sr²⁺,使得发射 光谱具有双发射峰;当x＞0.025时,由于 存在Eu 1到Eu 2的能量传递使发射光谱中Eu 1的峰位消失,只存 在Eu 2的峰位。发射光谱随Eu²⁺浓度增大出现了红移现象,这是由于半径较小的Eu 2+(0.109nm)取代较 大的Sr²⁺(0.113nm)使得晶胞收缩,晶场强度增大,从而导 致Eu²⁺的5d能级劈裂程度增大,电子跃迁释 放能量降低。此外,测试温度增加时,发射光谱出现与Varshini方程不相符的蓝移现象,这 是晶格结构稳定性和声子辅助隧穿效应共同作用使较小波长的Eu 1的发射居于主导地位的结 果。     

红色荧光粉YF3:Eu3+,Gd3+的制备及发光性能

采用水热法合成了YF₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺系列荧光粉。通过X射线衍 射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、光致发光(PL)和长余辉光谱分别对样品的物相、 结构、形貌、 表面元素、PL和荧光寿命进行了表征。XRD检测表明,合成的样品属正交晶系。ED数据验 证了合成样品的表面元素组分。PL光谱测试表明,YF₃:xE u³⁺的激发光谱由200～300nm的宽带和Eu³⁺ 的系列窄带激发峰组成,YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺的 激发光谱由200～300n m的宽带和Eu³⁺,Gd³⁺的系列窄带 激发峰组成。在319nm紫外光激发下,测得YF₃:xEu³⁺ 材料的发射光谱为一个多峰谱,主峰位于593,3nm。 当Eu³⁺掺杂物质的量的浓度大于14%时,出现了浓度猝灭现象。在319nm紫外光激发下,YF₃:0.14Eu³⁺, 0.08Gd³⁺的发射光谱出现Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁ (593nm,橙光)、⁵D₀→⁷F₂(613nm,红光)跃迁发光峰,此时,Gd³⁺ 的掺杂能增强Eu³⁺的发光。通过色坐标分析可知,当激发波长为374nm时,YF₃: 0.14Eu³⁺的色坐标为 (0.337,0.239),是很好的红色发光粉。对YF ₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu3+ ,0.08G d³⁺的荧光衰减曲线的拟合证实,存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。     

用于白光LED的红色荧光粉SrAl2Si2O8:Eu3+,Li+的制备和发光性能研究

采用高温固相法制备了Sr1－x Al₂Si₂O₈:Eu³⁺ x,Li⁺0.03系列红色荧光粉,研究了试样的晶体 结构和发光性质。合成的试样均为纯相的SrAl₂Si₂O₈晶体,单斜晶系,空间群为 C2/m(12); Eu³⁺和Li⁺进入基质晶体中,使得SrAl₂Si₂O₈晶胞参数a、b和c 略微减小,只引起了晶体结构轻 微的畸变。试样的激发光谱由位于220~580nm波长的一个宽激发带 和一组锐线峰构成,其中 395nm波长处Eu³⁺的⁷F₀→⁵L₆激发峰的强度最强。发射光谱位于550~750nm波长范围内呈现多 条锐 线发射,其中595nm和615nm波长处发射峰最 强,分别归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁磁偶极跃迁和⁵D ₀→⁷F₂电偶极跃迁。研究了Eu³⁺浓度对荧光粉发光性能的影响, 结果表明,随着Eu³⁺浓度的增 加,发光强度先增加后减小,最佳掺杂量为0.03,而对试样的色坐标 几乎没有影响;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极(d-d)相互作用。     

白光LED用Ba0.955Al2Si2-xGexO8∶Eu2+荧光粉的晶体结构和光谱特性研究

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Ba0.955Al₂Si2－xGexO₈∶E u²⁺(x=0.0～1.0)系列荧 光粉,研究了Ge⁴⁺置换Si⁴⁺对其晶体结构和光谱特性的影响。Ge⁴⁺以类 质同相替代Ba长石(BaAl₂Si₂O₈) 晶格中的Si⁴⁺形成连续固溶体,晶胞参数a、b、c、β和晶胞体积V随Ge⁴⁺置换量呈线性递 增。荧光激发谱为宽带,位于230～400nm处,可拟合成4个峰,最大 峰值位于332nm;随着 Ge⁴⁺置换量的增加,半高宽(FWHM)从93nm减小到80nm。发射光谱位于375～600nm,可由422nm 和456nm两峰拟合而成,最大峰值位于434nm;随着Ge⁴⁺置换量Si⁴⁺进入基质晶格,造成 Eu-O距离变小,发光中心Eu²⁺所处晶体场增强,5d轨道 能级分裂变大,最低发射能级下移,两拟合峰均线性红移。     

YPO4:Dy3+,Eu3+荧光粉的水热合成及白光发射

采用水热法,合成了YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺系列荧光粉。通过X射线衍射(XRD )、扫 描电子显微镜(SEM)、电子散射能谱(EDS)、光致发光(PL)谱和长余辉光谱,分别对样品的物 相、结构和PL进行了表征。 XRD检测表明,合成的样品属四方晶系;荧光光谱测试表明,在234nm紫外光激发下, YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺的 发射光谱呈现Eu3+ 的⁵D₀→⁷F₁(592nm,橙光)和 ⁵D₀→ ⁷F₂(618nm,红光) 的发光峰;而在354nm的激发波长下,YPO₄:0.06Dy³⁺,0.06Eu³⁺的发射光谱 呈现Dy³⁺的4F9/2→⁶H15/2(486nm、蓝 光)和⁴F9/2→⁶H13/2(575nm、黄光)的发光 峰,以及Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁(592nm、 橙光)和⁵D₀→⁷F₂(619nm、红光 )的发光峰。对荧光 衰减谱的双参数拟合证实了Dy³⁺→Eu³⁺能量 传递的存在。色坐标图显示,在234nm紫外光激发下,YPO₄:0.05Dy ³⁺,0.06Eu3+ 是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉。     

SO2-4/Bi2O3固体超酸的制备及其可见光催化性能

采用水热法结合H2SO4浸泡处理成功合成了SO^2-₄/Bi₂O₃可见光催化材料, 并采用XRD、TG DTA和UV Vis等对合成产物的物相结构、热化学性能、光吸收性能以及可见光催化性能进行了研究, 对H2SO4浸泡工艺条件对产物的可见光催化性能的影响进行了探讨。研究表明, 水热合成产物为α-Bi₂O₃、Bi₂O₄和Bi₂O₂CO₃的混合物, 其中α-Bi₂O₃为主要成分;H₂SO₄浸泡处理并未改变产物的物相结构, 但经H₂SO₄浸泡处理后产物的光催化性能得到了显著的提高, 并且H₂SO₄浸泡工艺条件对产物的光催化活性有着重要的影响。在实验范围内, 在浓度为0.5mol·L^-1的H₂SO₄溶液中浸泡75min, 再经700℃热处理4h可制备出具有较佳光催化活性的产物, 经75min可见光的照射后对甲基橙溶液的光催化脱色率可达93.1%。     

Electroluminescence of SrAl2O4:Eu phosphor

The SrAl₂O₄:Eu²⁺ phosphor powders have been synthesized by sol-gel process. Electroluminescent (EL) properties of the SrAl₂O₄:Eu²⁺ phosphor were investigated using a convenient thick film device. Green light emitting at a peak of 508 nm was obtained when driven by sine alternating current (AC). The color coordinate of the emission was x=0.148 and y=0.635. Luminance-voltage and afterglow characteristics of the SrAl₂O₄:Eu²⁺ EL devices were studied. The results show that SrAl₂O₄:Eu²⁺ can be used as green phosphor for EL displays.     

BaSi2O5荧光粉中Eu2+的制备，电子结构和荧光性质

绿色发射磷光剂BaSi2O5：Eu2+是由常见的固体反应合成。在CASTEP代码中,BaSi2O5可视为存在3.2eV直能隙的媒介带隙半导体。正如预期所料的,BaSi2O5光学带隙的计算值比对应的实验值低。200-400nm宽光谱范围可以有效地激活活化的Eu2 的BaSi2O5磷光剂,当最大半宽为95nm时,500nm处有一个发射峰。浓度和发射强度的研究表明Eu2 的最优浓度是0.05mol,当Eu2 容量超过临界值时,会出现浓度淬灭。最优条件的BaSi2O5的外量子效率：在315nm、350nm和365nm的激发下,Eu2 分别是96.1%、70.2%和62.1%。样品优越的光学性能表明绿色发射磷光剂可替代白光LED。     

Photoelectrochemical performance of La3+-doped TiO2

La-doped TiO₂ thin films on titanium substrates were prepared by the sol-gel method with titanium tetrachloride as a precursor and La₂O₃ as a source of lanthanum. The heat-treatment temperature dependence of the photoelectrochemical performance of the La-doped TiO₂ film in 0.2 mol/L Na₂SO₄ was investigated by the Mott-Schottky equation, electrochemical impedance spectroscopy, and the open-circuit potential test. The results from the Mott-Schottky curves show that the obtained films all were n-type semiconductors, and the film at 300 ℃ had the highest conduction band position and the widest space charge layer. The electrochemical impendence spectroscopy (EIS) tests of the 300 ℃ film decreased most during the change from illuminated to dark. The potential of the La-TiO₂ thin film electrode was the lowest after the 300 ℃ heat treatment. The open-circuit potential indicated that the photoelectrical performance of the La-TiO₂ films was enhanced with the addition of the La element and the largest decline (837.8 mV) in the electrode potential was achieved with the 300 ℃ heat treatment.     

New TIT capacitor with ZrO2/Al2O3/ZrO2 dielectrics for 60 nm and below DRAMs

New ZrO₂/Al₂O₃/ZrO₂ (ZAZ) dielectric film was successfully developed for DRAM capacitor dielectrics of 60 nm and below technologies. ZAZ dielectric film grown by ALD has a mixture structure of crystalline phase ZrO₂ and amorphous phase Al₂O₃ in order to optimize dielectric properties. ZAZ TIT capacitor showed small Tox.eq of 8.5 Å and a low leakage current density of 0.35 fA/cell, which meet leakage current criteria of 0.5 fA/cell for mass production. ZAZ TIT capacitor showed a smaller cap leak fail bit than HAH capacitor and stable leakage current up to 550 °C anneal. TDDB (time dependent dielectric breakdown) behavior reliably satisfied the 10-year lifetime criteria within operation voltage range.     

用溶胶-凝胶法制备的Cu2Bi2Cr2O8薄膜 及其光学和铁磁性能研究

以硝酸铜Cu(NO₃)₂·3H₂O、硝酸铬Cr(NO₃)₃·9H₂O、硝酸铋Bi(NO₃)₃·3H₂O和乙二醇为原料,利用溶胶-凝胶工艺在石英衬底上制备了纳米Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜。通过X射线衍射(X-Ray Diffraction, XRD)和拉曼测试对样品进行了表征。结果表明,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜具有良好的光学特性,其禁带宽度为1.49 eV;在磁性测试方面,Cu₂Bi₂Cr₂O₈薄膜呈现出了良好的铁磁性。