Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂NaY(MoO_4)_2荧光粉的制备及其上转换发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺NaY(MoO_4)_2荧光粉样品。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光粒度仪和荧光光谱仪分别对样品的相纯度、微观形貌、粒径分布和上转换发光性能进行了表征。在980 nm激光激发下,Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺样品的发射光谱中均能观测到中心波长位于536 nm、560 nm的上转换绿光发射和位于660 nm的红光发射,分别归因于Er~(3+)的~2H~(11/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→4I_(15/2)能级跃迁。在Er~(3+)单掺体系中共掺Yb~(3+),可以轻松实现由上转换绿光到红光的转变。NaY_(1-x-y)(MoO_4)_2∶x Er~(3+),y Yb~(3+)样品中最优的Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂浓度和最佳的烧结温度为x=0.04、y=0.5、T=850℃。基于泵浦依赖和能级图,在Er~(3+)单掺和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺体系上转换发光过程中所涉及的能量转移机制被详细讨论。     

Yb~(3+),Er~(3+)掺杂Y_2Ti_2O_7荧光粉的制备与上转换发光机理

采用溶胶-凝胶法制备合成了(Y_(0.98-x)Yb_xEr_(0.02))_2Ti_2O_7(x=0, 0.02, 0.04,…,0.10)荧光粉,分别采用XRD和荧光光谱仪对样品的结构和上转换发光性能进行了表征.研究了Yb~(3+)掺杂浓度对样品上转换发光性能的影响,并对样品的发光机理进行了研究.结果表明,所得样品为面心立方结构的烧绿石相.在980 nm激发下,样品展现出很强的上转换荧光发射并且发光颜色可以通过Yb~(3+)掺杂浓度来调节.样品上转换绿光和红光发射均为双光子过程并且交叉弛豫过程在上转换红光发射过程中占据主导作用.     

上转换发光晶体β-NaYF_4∶Yb~(3+),RE~(3+)的合成方法研究进展

稀土上转换发光晶体在近红外光的激发下能够发出可见光,化学组成为β-NaYF_4∶Yb~(3+),RE~(3+)(RE=Tm,Ho和Er)的晶体是发射绿色、蓝色和红色可见光的最佳材料。综述了用水热法、热分解法和有机溶剂热法合成稀土上转换发光晶体研究现状,系统阐述了各种方法有机试剂、前驱体摩尔比、掺杂Gd~(3+)、反应温度和时间等条件对β相上转换晶体形貌和粒度的影响,并对在生物医学领域应用的粒度10 nm的核壳型上转换发光晶体合成方法以及拓展其应用领域进行了展望。     

溶胶-凝胶法制备YAG:Ho~(3+),Yb~(3+)纳米晶

以稀土氧化物和硝酸铝为原料,采用溶胶-凝胶法合成了YAG:1%Ho~(3+),1%Yb~(3+)纳米晶,并通过正交试验法确定其干凝胶的合成条件.采用DTA-TG、XRD及TEM对干凝胶的合成过程、纳米晶的晶相组成及形貌进行了研究,表明干凝胶经1 200 ℃煅烧后形成了结晶完全的YAG相,无中间相产生.吸收光谱和上转换发射光谱分析表明,Yb~(3+)在材料的发光过程中具有传递能量的作用,Ho~(3+)在跃迁过程中发射出中心波长为650 nm的红色上转换荧光及540 nm的绿色上转换荧光.     

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。     

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。     

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。     

SiO_2使Na_5Eu(MoO_4)_4发光增强的效应

Na_5Eu(MoO_4)_4是化学计量的基质发光材料,发光中心Eu~(3+)浓度很高,但没有明显的浓度猝灭。文献[4]指出,在Na_5Eu(WO_4)_4制备过程中加入适量的SiO_2,可增加Na_5Eu(WO_4)_4的光输出,原因可解释为SiO_2对Na_5Eu(WO_4)_4的包裹,增加了紫外线的激     

掺Ho~(3 )氟化物材料上转换发光的实验研究

本文制备了掺 Ho3 氟铝酸盐为基质的上转换发光材料 ,详细研究了蓝绿上转换发光强度及上转换发射峰的位置与强度随 Ho3 离子浓度的变化 ,确定了 Ho2 O3在该基质中合适的掺杂浓度 ,并简单讨论了其上转换机制     

Li_2CaSiO_4:Dy~(3+)发光性能研究

Dy3+掺杂浓度对Li2CaSiO4:Dy3+发光强度、色坐标、衰减行为的影响进行了系统研究。结果表明Li2CaSiO4:Dy3+能被近紫外光有效激发,产生Dy3+特征的蓝光和黄光;Dy3+最优掺杂浓度为2.5%,衰减寿命为0.78 ms;色坐标CIE位于白光区域;Li2CaSiO4:Dy3+是一种潜在的白光LED用荧光粉。     

配位体修饰下Eu~(3+)掺杂CaF_2和LaF_3荧光粉发光性能的研究

采用微波法成功合成了具有特殊荧光性质的Eu~(3+)掺杂LaF_3和CaF_2荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。深入探讨了酒石酸钠、Eu~(3+)掺杂量对合成荧光粉发光性能的影响。实验结果表明,酒石酸钠添加量和Eu~(3+)的掺杂量对其荧光性能具有较大影响;摩尔比的变化使Eu~(3+)从磁偶极跃迁占主导转化为电偶极跃迁占主导,进而使主峰位置从之前的588 nm处变成613 nm处。但没有引起其他峰位置的变化,说明Eu~(3+)进入了LaF_3和CaF_2的晶格之中,而没有其他的变化。     

SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的发光性质及机理

研究了Eu2＋、Dy3＋共激活的SrAl2O4体系的发光性能和能量传输。结果表明，Dy3＋、Eu2＋共存时，Eu2＋的发光强度远远大于无Dy3＋时的发光强度，证明Dy3＋对Eu2＋的发光有敏化作用。Dy→Eu2＋能量传输的方式为籍助于载流子的能量输运。     

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。     

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)。     

YP_5O_(14):Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)晶体的发光性质

本文用水热法合成了YP_5O_(14):Ho~(3+)、Er~(3+)、Tm~(3+)晶体,最大线度为49mm。测定了晶体的紫外可见吸收,激发和荧光光谱。观察到Ho~(3+)离子的~3K_7,Er~(3+)离子的~4G_(11/2)和Tm~(3+)离子的~1D_2能级有强的叠加吸收。用380nm激发,Ho~(3+)离子的~5S_2和Er~(3+)离子的~4S_(3/2)能级绿色荧光(550nm)发射较强,可望是一种绿色发光材料。值得注意的是引入Tm~(3+)离子会强化绿色发射。本文还讨论了Ho~(3+)—Er~(3+)离子间的敏化及Tm~(3+)→Ho~(3+),Er~(3+)离子的能量转移。     

Crystal Growth and Spectral Properties of Yb~(3+)∶KY(WO_4)_2

Diode pumpedsolid statelasers(DPSSL)based onYb3+dopedlasermediaaresuperiortotheDPSSL,basedonNd3+dopedinsomeapplications.Microchip lasercanbedevelopedbyYb3+dopedlasermaterial,whichisveryimportantforintegration,smallsize,andcompactnessofLDpumpedsolid statelaser[1～3].InYb3+∶KY(WO4)2(Yb∶KYW),Yb3+replacesY3+,whichdecreasesradiusdislocation,andhenceYb3+canbedopedwithhighconcentration[4].Compared withYb∶YAGandYb∶YCOB,Yb∶KYWhashighab sorptioncoefficient,lowquantumdefect,highabsor…     

Na_2WO_4:Eu~(3+),Tb~(3+)光致发光材料的发光性质和能量传递

利用溶胶-凝胶法,将激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)以单一或混合的形式掺入体系得到了光致发光材料.分别研究了材料中激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)的含量及其离子之间的能量传递关系.主要利用材料的三维荧光光谱,激发光谱和发射光谱对其的发光性质进行了分析;结果发现,材料中有两个发光中心,分别为Eu~(3+)和Tb~(3+),在不同的波长光的激发下得到的材料的红绿色发光强度不同,而且Eu~(3+)和Tb~(3+)的掺杂浓度比对发光色度影响很大.所以可以根据选择最适合的Eu~(3+)和Tb~(3+)的浓度比来控制材料的发光色,也可以通过不同的激发波长对材料的色度进行微调.     

Li~+掺杂对Ca(W,Mo)O_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构及发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li+掺杂的Ca(W,Mo)O_4∶Eu~(3+)荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光光谱仪对样品的结构、形貌及荧光性能进行了表征。XRD及SEM结果表明,Li~+掺杂没有改变样品原有的四方晶系体心结构,Li+能够以替代和间隙掺杂的方式进入主晶格,适当的Li+掺杂可以改善样品的团聚现象。样品的激发光谱涵盖200~550nm的宽带激发,在395nm激发下,能发射出位于616nm处的窄带红光,归因于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,适量Li~+的掺杂明显提升了样品的发光强度。与其他碱金属离子(Na~+、K~+)掺杂相比,Li~+由于半径最小、电负性最强,使得发光强度增强最多。     

过渡金属离子Zn~(2+)掺杂铕有机配合物Eu(TTA)_3phen的荧光效应研究

合成了稀土铕有机配合物Eu(TTA)3phen以及掺杂过渡金属离子Zn~(2+)的掺杂配合物Zn_(0.4)Eu_(0.6)(TTA)_2phenCl_(0.6)。分别对两个配合物的C、H、N元素分析、等离子体发射光谱(ICP)、红外光谱(IR)、X射线衍射图谱(XRD)、紫外可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FS)进行了对比分析,结果表明,过渡金属离子Zn~(2+)有效地掺杂到了铕配合物中形成掺杂配合物,并且掺杂后配合物与掺杂前结构类似。紫外光谱显示两种有机配合物都能有效地吸收紫外光,吸收峰主要来自于参与配位的有机配体;荧光光谱结果表明,掺杂过渡金属离子Zn~(2+)对于铕配合物具有荧光增效作用,发射光强度是未掺杂之前的1.5倍,并且对可能的荧光增效原理进行了讨论。     

Eu~(3+)/Sm~(3+)共掺K_2Gd(WO_4)(PO_4)荧光粉的发光性能及热稳定性研究

采用高温固相法制备了K_2Gd_(1-x-y)(PO_4)(WO_4):x Sm~(3+),y Eu~(3+)新型红色荧光材料,通过利用X射线衍射谱(XRD)、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明,稀土离子S~(3+)的掺入没有改变荧光粉的晶相;样品的激发光谱在394 nm有很强的激发峰,与近紫外LED芯片匹配,且Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁表现出616 nm有较好的红光发射,Eu~(3+)的最佳掺杂量(摩尔分数)为y=0.3;Sm~(3+)进入晶格后,激发峰明显增强和变宽,表明Sm~(3+)对Eu~(3+)的发光起到敏化作用;K_2Gd_(0.68)(PO_4)(WO_4)∶0.3Eu~(3+),0.02Sm~(3+)样品在150℃时发光强度仍为初始温度的78%,具有良好的热稳定性且色纯度高,是一种潜在的白光LED用荧光粉。