白色荧光粉ZnWO4:Dy3+,Eu3+的制备及发光性能

采用高温固相法合成系列以ZnWO₄基质、Dy ³⁺,Eu³⁺作为激发离子的白色荧光粉, 并通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱对荧光粉的物相结构和发光性能进行了研究。在 387nm波长激 发下,Dy³⁺的2F₉→⁶H15/2跃迁的蓝光发射及²F₉→ 6H13/2的黄光发射最强。随着Dy³⁺的浓度 增大荧光粉ZnWO₄:Dy³⁺的色坐标由黄光到白光移动,Dy³⁺的最佳掺杂浓度 是12%,此 时荧光粉的色坐标为(0.321,0.341)。在ZnWO₄:Dy³⁺中加入Eu³⁺可以使 荧光粉的色 坐标更接近于标准白光并向暖白光区移动,当Dy³⁺的浓度为12%时,加入浓度1~8%的 Eu³⁺,其色坐标都在白光区且当其浓度等于2%时色坐标(0.346,0.339)最接近标准白光(0.33,0.33),并可观察到Dy³⁺向Eu³⁺的能量传递。     

Dy3+,Tm3+掺杂的NaGd(MoO4)2白色荧光粉的制备与发光性能的研究

采用高温固相法成功制备出了一系列LED用白色 荧光粉NaGd1－x－y(MoO₄)₂:xDy³⁺,yTm 3+,用X射线衍射仪(XRD),荧光分光光度计和紫外-可见-近红外光谱分析系统对样 品的物相结构和发光性能进行了表征。结果显示制备的荧光粉的白光由Dy3＋的特征黄光发 射(575 nm)、特征蓝光发射(488 nm)与Tm 3＋的特征蓝光发射(459 nm)组合而成。制备的 NaGd(MoO₄)₂基质为四方晶系即白钨矿结构。在上述荧光粉中,激活离子Dy3＋ 发射⁴F9/2－⁶H13/2 跃迁的黄光(575 nm)和⁴F9/2－⁶H15/2跃迁的蓝光(488 nm),激活离子Tm3＋发射¹D₂-³F₄的蓝光 (459nm)跃迁,蓝光发射受晶体场的影响被劈为两个发 射峰。该系列荧光粉在389nm波长激 发下,当Dy3＋浓度为10%,Tm3＋浓度为12%时样品色坐标(0. 326,0.326)最接近标 准白 光(0.33),当Dy3＋浓度为8% ,Tm3＋浓度为12%时样品发光强度达到 最大,色坐标为(0.377,0.369),结果表明,该系列荧光粉有潜在的发展和应用前景 。     

Eu3+-Bi3+共掺杂Ca0.7Sr0.3MoO4荧光粉发光性能的研究

采用高温固相法制备了Ca0.7Sr0.18M oO₄:0.08 Eu³⁺、Ca0.7Sr0.27MoO₄:0.02Bi³⁺和Ca0.7Sr0.18－1.5xMoO₄:0.08Eu³⁺,xBi³⁺红色 荧光粉,考察Bi³⁺浓度对荧光粉发光性能的影响以及Bi³⁺与Eu³⁺间的能 量传递。通过X射线衍射(XRD)以及荧光的激发、发射光谱 对荧光粉样品进行表征。结果表明,制备的Ca0.7Sr0.15MoO₄:0.08Eu3+ ,0.02Bi³⁺红色荧光粉属于白钨矿结构。在 Ca0.7Sr0.15MoO₄:0.08Eu³⁺,0.02Bi³⁺红色荧光粉中,由于Bi ³⁺的掺杂将吸收的能量传递给激活离子Eu³⁺,其发光强度得到 增强。当Bi³⁺掺杂量x=0.02时,在312 nm激发下,主发 射峰 在616 nm处的相对发光强度最大,属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁, 但掺杂浓度过高时会出现浓度猝灭现象,发光强度减弱。     

蓝色荧光粉K(Na)BaBP2O8:Eu2+的制备与发光特性

采用高温固相法在还原气氛中合成K(Na)BaBP₂O ₈:Eu²⁺系列硼磷酸盐蓝色荧光粉,研究煅烧温度 以及用Na⁺掺杂替换K⁺对荧光粉晶体结构和发光性能的影响。利用热重-示差扫描量热 (TG-DSC)、X射 线衍射(XRD)、荧光(PL)光谱和色坐标(CIE)等手段确定了 荧光粉的合成温度,并对荧光粉的晶体 结构和发光性能进行表征。结果表明,800～875℃制备的KBaBP₂O ₈:0.03Eu²⁺荧光粉具有KBaBP₂O₈纯相 结构,属于四方晶系,空间群I42d,荧光粉的最佳合 成温度为875℃。K(Na)BaBP₂O₈:Eu²⁺系列荧光粉 可被波长为365nm的近紫外光有效激发,与InGaN芯片( 350~410nm)相匹配;其发射光谱为 400~650nm的不对称宽带,发射峰位于456nm 左右,对应Eu²⁺的4f^65d1-4f⁷-5d⁰跃迁。利用van Uitert经 验公式计算了Eu²⁺取代KBaBP₂O₈中Ba²⁺和K⁺时所占的晶体学格位,得出 449.4nm、439.1nm两个发射属 于Eu²⁺占据8配位的Ba²⁺和K⁺的5d-4f跃迁发射 ,511.0、506.7nm两个发射属于Eu²⁺ 占据6配位的 Ba²⁺和K⁺的5d-4f跃迁发射。用适量Na⁺替换K⁺可 以明显提高荧光粉的发光强度,其最佳掺杂摩尔比例为 Na/K=0.35/0.65,此时荧光粉的主晶相没有改变,但XRD衍射峰向大角度方向偏移。K(Na)Ba BP₂O₈:Eu²⁺ 荧光粉的CIE点可落在从蓝光到蓝白光区域,在近紫外LED应 用中可以根据实际需要灵活选择。     

Dy3+和Eu3+共掺NaY(MoO4)2荧光粉合成与发光性能研究

用高温固相法制备了一系列2 at.%Dy³⁺和x at.%Eu³⁺(x=0,0.1,0.5,1,2,5)共掺NaY(MoO₄)₂样品。X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱(FTIR)表征结果表明所合成的样品为四方相结构,空间群为I4₁/a。进一步研究了样品的激发光谱和在近紫外光激发下的发射特性,结果表明Dy³⁺和Eu³⁺之间存在能量共振传递,从而增强了Eu³⁺的发光。2 at.%Dy³⁺和2 at.%Eu³⁺共掺样品的CIE色度坐标值(x=0.659,y=0.338)接近NTSC规定的标准值,因而有望作为显色性能优良的发光材料用于固态照明领域。此外，NaY(MoO₄)₂物化性能稳定,易采用提拉法生长,因此本研究结果可以为Dy³⁺和Eu³⁺共掺NaY(MoO     

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。     

新型红色荧光粉NaY（MoO4）2:Sm3+的制备及发光性能的研究

采用高温固相法制备了NaY(MoO4)2:Sm3+新型红色荧光粉,研究了Sm3+在NaY(MoO4)2基质中的发光特性。X射线衍射(XRD)测量结果表明,烧结温度为550℃时,制备的样品为纯相NaY(MoO4)2晶体。样品激发谱由两部分组成:220～340nm为电荷迁移带,峰值位于297nm;350～500nm的一系列线状峰为Sm3+的特征激发峰,最强峰位于403nm(6 H5/2→4 F7/2)。样品可被UV-LED管芯及蓝光激发。发射谱由564nm(4 G5/2→6 H5/2),600nm和607nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)和708nm(4 G5/2→6 H11/2)4个峰组成,最强发射峰位于647nm(4 G5/2→6 H9/2),呈现红光发射。研究了不同Sm3+掺杂浓度对NaY1-X(MoO4)2:xSm3+材料发光强度的影响,X=0.05时出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是电偶极-电偶极的相互作用。     

橙色荧光粉K3AlF6:Eu3+的发光性能研究

实验分两步合成了K₃AlF₆:Eu³⁺系列荧 光粉,样品通过X射线衍射(XRD)、SEM和荧光光谱(PL)进行分析。详细研究了Eu³⁺掺 杂量对K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉发光强度的影响。XRD和SEM检测表明 K₃AlF₆:Eu³⁺为一纯相,结晶良好,晶体尺寸均匀。但掺杂后晶胞参 数发生了变化,说明Eu³⁺已经进入晶格中。根据离子电负性标度,Eu³⁺(1.433)与Al³⁺(1.513)电负性相近,Eu³⁺会优先取代Al³⁺。而Al 3+ 在K₃AlF₆晶体中处于对称中心位置,Eu³⁺取代Al³⁺后,使 5D₀－⁷F₁磁偶跃 迁发光增强。当Eu³⁺掺杂量为0.24%时,使用 近紫外393 nm激发样 品,在可见光区593 nm处发射最强橙色荧光,属于5D ₀－ ⁷F₁磁偶跃迁。K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉在白光发光领域具有一定 的研究意义。     

白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3－2xMoO4:Eux3+Nax+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4Eux3+Nax+,对样品分别进行X射线衍射(XRD)分析和荧光光谱的测定,讨论了不同掺杂量下合成的荧光粉的发光性质。XRD图谱分析表明,在1 000℃下灼烧9h得到的样品为纯相的SrMoO4。研究结果表明,制备的Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+荧光粉可以被近紫外光(393nm)和蓝光(464nm)有效激发;发射光谱中,在波长在611nm和615nm处有很强的发射峰,其中最强发射峰位于615nm左右,与Eu3+的5D0→7F2跃迁对应。进一步探讨Na+和Eu3+掺杂浓度对发光强度的影响,得出Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品的发光强度比SrMoO4:Eu3+Na+增强,当掺杂量x=0.07时,Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品在波长614nm处发光强度最强。最后测试计算样品在393nm紫外激发下的色坐标,当Eu3+和Na+的掺杂量x=0.02时,样品红色显示最强。研究结果表明,所合成的红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+新型红色荧光粉适合在白光LED中应用。     

Ca3(PO4)2:RE3+ (RE=Eu,Dy,Ce,Tb) 荧光粉的制备及其发光特性

采用高温固相法合成了Ca3(PO4)2:RE3+(RE = Eu, Dy, Ce, Tb)系列发光材料,研究了其发光性质。研究表明Ca3(PO4)2: RE3+ 在紫外区域均能有效被激发,有很强的荧光发射,且发光范围覆盖蓝到红光波段,是一类可以紫外激发实现白光LED用的潜在荧光粉。在0.005到0.03 mol 浓度范围内,Eu,Dy和Ce掺杂的荧光粉的发光都发生了浓度淬灭,分别对应于0.025,0.025和0.02 mol,而Tb3+掺杂的样品的表现出高的发光淬灭浓度。     

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。     

Sb~(3+)掺杂的YAG:Ce荧光粉的合成与发光性能研究

通过高温固相法制备了白光LED用Sb3+掺杂的Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉,使用荧光分光光度计研究了样品的发光性能,并采用紫外-可见-近红外光谱分析系统分析了所制荧光粉的封装性能。结果表明,Y1.94-yGdSbyAl5O12:0.06Ce荧光粉为立方晶系,其发射中心波长为550 nm,Sb3+掺杂有助于提高YAG:Ce的发光强度。将合成的Y1.92GdSb0.02Al5O12:0.06Ce(CL-Y-550)荧光粉封装成白光LED,其平均色温为5 376 K,属于冷白;平均显色指数为81.2,达到了基本的应用水平。     

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。     

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。     

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。     

颜色可调Ca9NaZn(PO4)7:Ce3＋，Tb3＋荧光粉的发光性能研究

采用高温固相还原反应合成了新型单相荧光粉Ca ₉NaZn(PO₄)₇(CNZP):Ce³⁺,Tb³⁺,并对样品的发光性能和 能量传递过程进行分析。研究表明,在波长为310nm紫外光激发下, Ce³⁺、Tb3+ 双掺体系发射光谱同时包含Ce³⁺的宽带和Tb³⁺的 线状发射光谱;在CNZP体系中,Ce³⁺→Tb³⁺间能量传递的临界距离Rc=1.216nm,为共振能量传递,机理被证实为四 极子-四极子相互作用。从CIE色度坐标图可以看出,利用 能量传递效果和改变CNZP:0.02Ce³⁺,yTb³⁺中 掺杂离子的相对浓度可实现颜色从蓝紫色到绿色的调控,表明所得荧光粉在WLED用紫 外激发荧光粉中具有潜在的应用价值。     

Tb3+,Eu3+共掺杂SrMoO4的合成及发光性能研究

采用水热法合成SrMoO₄:Eu³⁺,SrMoO₄:T b³⁺,Eu³⁺系列荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、荧光光谱以及色坐标等研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD检测表 明,试样的 结构属四方晶系。EDS测试证明,合成样品含有相应组分元素,没有杂质元素。荧光光谱测 试表明, 在364、397、467nm波长紫 外光和可见光的激发下,SrMoO₄:xEu³⁺的发光光 谱由[MoO₄]原子团的³T₁,³T₂－¹A₁电荷迁移跃 迁峰(536nm波长,绿光),以及Eu³⁺的⁵D 0→⁷F₁(593nm波长,橙红光), ⁵D₀→⁷F₂(615nm,红光),⁵D₀→⁷F ₃(646nm,红光)跃迁发光峰组成。在243、288和396nm波长紫外 可见光激发下,SrMoO₄:0.05Tb³⁺,0.05Eu³⁺的发射光谱包含了:Tb³⁺ 的⁵D₄→⁷F₆(489nm波长,蓝光 )、⁵D ₄→⁷F₅(546nm波长,绿光)、⁵D₄→⁷F₄(582nm波长,黄光)跃迁的发射峰,Eu³⁺的⁵D₀→⁷F 1(593 nm波长,橙红光),⁵D₀→⁷F 2(615nm 波长,红光),⁵D₀→⁷F₃(646nm波 长,红光)的发射峰。改 变激发波长,可以调节SrMoO₄:0.05Tb³⁺,0.05Eu³⁺的发光颜色,存在Tb 3+→Eu³⁺的能量传递。     

用于白光LED的Ca2BO3Cl:Eu2+发光特性研究

采用高温固相法,制备了适于紫外-近紫外及蓝光激发,主峰位于573nm的Ca2BO3Cl:Eu2+黄色荧光粉。研究了Ce3+以及CaCl2和H3BO3用量对材料发光特性等的影响。结果表明,添加Ce3+,明显增强了Ca2BO3Cl:Eu2+材料在紫外-近紫外区的吸收,有效地提高了材料的发射强度;添加过量的CaCl2或H3BO3,均能提高Ca2BO3Cl:Eu2+材料的发射强度,最佳的CaCl2和H3BO3用量分别为过量5mol%和15mol%。将Ca2BO3Cl:Eu2+材料与460nm InGaN芯片组合,获得了白光发射,色坐标为(0.339,0.351)。     

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。