铈镨共掺杂YAG透明陶瓷的发光性能

为了改善大功率白光发光二极管(WLED)散热、老化及传统发光方式红光缺失的问题,通过均相共沉淀法和真空烧结制备了铈镨共掺杂钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷。实验结果表明:在450 nm波长激发下,铈镨双掺杂陶瓷存在530 nm的黄绿光和609 nm的红光特征发射峰,发光波长覆盖500 nm到650 nm,陶瓷发射光强度明显强于荧光粉。激发谱在340 nm处有强而宽的吸收带;采用340 nm的紫外光激发陶瓷样品也呈现530,609 nm特征发射峰。530,609 nm处的发射光强度与450 nm激发相近,在紫外光激发LED上具有一定的应用前景。     

纳米SiO2基质中Eu3+的发光特性

采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备了Eu3+掺杂SiO2基质发光材料,分别用荧光(PL)光谱、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)等分析手段对样品进行了表征,研究了退火温度以及掺杂浓度对发射光谱的影响,并对其发光机制进行了分析.薄膜样品在258 nm光激发下,在620 nm,667 nm处出现了比较少见的双峰红光发射,而620 nm处的光发射最强,说明Eu3+离子处在对称性较低的配位环境中.退火处理温度对样品的发射光谱影响很大,经900 ℃退火处理的样品发射强度最强.随着掺杂浓度的变化,改变了Eu3+ -O2-间的距离,在相同紫外光激发下O2-外层的电子迁移到Eu3+ 4f轨道上的能量变化,使得谱线位置出现了移动.     

nc-SiC/SiO_2镶嵌薄膜材料的制备、结构和发光特性

采用二氧化硅/碳化硅复合靶,用射频磁控共溅射技术和后高温退火的方法在Si(111)衬底上制备了碳化硅纳米颗粒/二氧化硅基质(nc-SiC/SiO2)镶嵌结构薄膜材料。用X射线衍射(XRD),傅里叶红外吸收(FTIR),扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的微结构以及光致发光特性。实验结果表明,样品薄膜经高温退火后,部分无定形SiC发生晶化,形成β-SiC纳米颗粒而较均匀地镶嵌在SiO2基质中。以280nm波长光激发薄膜表面,有较强的365nm的紫外光发射以及458nm和490nm处的蓝光发射,其发光强度随退火温度的升高显著增强,发光归结为薄膜中与Si—O相关的缺陷形成的发光中心。     

Tm∶BaY2F8的频率上转换发光

报道了掺铥的重金属 -过渡金属氟化物 Tm :Ba Y2 F8粉体的制备及其频率上转换发光 ,在6 50 nm的红光激发下 ,样品可产生频率丰富的上转换发射峰 ,其中包括波长为 4 17nm,4 30 nm的紫光发射峰以及波长为 4 58nm,4 70 nm的蓝光发射峰。得到了 Tm3 离子在 Ba Y2 F8中的能级图 ,解释了其上转换激发与发射的机理。     

基于PLD法制备ZnO:Eu3+,Li+薄膜的发光性质研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术在Si(111)衬底上生长了Eu3+、Li+共掺杂的ZnO薄膜。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)谱测试和光致发光(PL)谱分析,重点研究了退火处理对样品结构和发射光谱的影响。XRD谱测试表明,样品具有很好的C轴择优取向。PL谱研究表明,当用325nm光激发样品时,样品的发射光谱仅由ZnO基质的紫外发射和蓝光发射组成,并没有发现稀土Eu3+的特征发光峰;样品的蓝光发射源于电子从Zn填隙形成的浅施主能级到Zn空位形成的浅受主能级跃迁;和真空中退火的样品相比,O2中制备的样品的蓝光发射减弱,紫外发光增强。用395nm的光激发时,退火前样品分别在594nm和613nm处存在两个明显的Eu3+特征发光峰,退火后的样品仅发现Eu3+位于594nm的特征发光峰,这表明,退火处理不利于稀土离子的特征发射,但O2中退火的样品ZnO基质红绿波段发射光谱明显增强。     

Tb~(3+)掺杂ZnO-3SiO_2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+掺杂的ZnO-3SiO2发光材料,通过DTA-TG、IR、XRD、SEM、激发和发射光谱图对其结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明,20~400℃出现明显失重现象,说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇等物质发生了脱附释放;XRD测试证明,材料属于非晶态;SEM显示形成了表面光滑的四面体和多面体颗粒;IR光谱显示,样品制备过程中Si—O—Si桥氧键和非桥氧键的转变对材料的发光有较大影响。激发和发射光谱图显示,材料制备的最佳退火温度为600℃,Tb3+在ZnO-3SiO2基质中的掺杂量为2.75%(摩尔分数)时发光最好。在544nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光377nm,即在377nm光激发下,材料发射的绿光单色性好。     

SiC/SiO_2镶嵌结构薄膜光致发光特性研究

采用 SiC/SiO_2复合靶,用射频磁控共溅射技术和高温退火的方法制备了 SiC/SiO_2纳米镶嵌结构复合薄膜,并应用傅里叶红外吸收(FTIR),X 射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)和光致发光(PL)实验分析了薄膜的结构、表面形貌以及光致发光性能。结果表明,样品经高温退火后在 SiO_2基质中有 SiC 纳米颗粒形成。以 280 nm 波长光激发样品薄膜表面,显示出较强的 365 nm 的紫外光发射以及 458 nm 和 490 nm 处的蓝光发射,其发光强度随退火温度从 800℃升高至 1 050℃而增强。其发光归结为薄膜中与 Si-O 相关的缺陷形成的发光中心。     

高亮度硅纳米晶发光峰位的调制

镶嵌硅纳米晶的SiO2薄膜(Si-nc∶SiO2)是目前主要的硅发光材料.Si-nc发光强度低的缺点阻碍了它的应用,因此寻求一种制备高亮度Si-nc∶SiO2的方法尤为重要.使用氢硅倍半环氧乙烷(HSQ)热退火方法制备高亮度的Si-nc∶SiO2,通过控制腐蚀时间改变Si-nc的粒径和发光峰位.采用透射电子显微镜、X射线衍射、光致发光和拉曼光谱等表征Si-nc∶SiO2的结构和性能.将HSQ热退火方法制备的Si-nc∶SiO2样品与蒸镀方法制备的Si-nc∶SiO2进行比较,得出采用HSQ热退火方法制备的Si-nc∶SiO2样品的性能远高于采用蒸镀方法制备的样品的性能,最终获得了发光波长为570 nm(黄光)、610 nm(橙光)和730 nm(红光)的Si-nc∶SiO2.     

Ge,Al共掺SiO2薄膜的发光性能研究

用射频磁控溅射法制备Ge,Al共掺SiO2复合薄膜并以不同温度进行退火,得到具有特定光致发光性质的复合材料。经600℃退火的薄膜样品在260 nm谱线激发下,主要有398和494 nm发光峰。通过对样品的X射线衍射谱和X射线光电子能谱的测试,确定了薄膜的结构特征,同时对观察到的光致发光从理论上做了重点分析,认为双重配位的Si孤对中心和GeO色心中的三重激发态到基态(T1→S0)之间的辐射跃迁分别是产生414和398 nm发光峰的主要原因。实验结果表明,Al的掺入可能在GeO2晶粒中引入了新缺陷能级,从而产生494 nm这一特殊的发光带,同时Al的掺入也提高了398 nm发光峰的发光效率。     

一种新结构中ZnSe薄膜电致发光特性研究

用电子束蒸发的方法制备了一种新的ITO／SiO2／ZnSe／SiO2／Al薄膜电致(TFEL)发光器件。在交流电压驱动下,其有2个发光峰,分别位于466nm和560nm。通过研究器件(PL)激发(PLE)谱、光致发光、EL发光以及EL发光强度随驱动电压和频率的变化发现,器件的发光来源于ZnSe的带边发射和自激活发光中心。器件的发光机理与一般的无机电致发光有所不同。这里,SiO2作为电子加速层,ZnSe作为发光层,电子在SiO2层中的高电场作用下被加速到很高的能量,然后直接碰撞激发ZnSe分子使其发光。这种发光现象被称为固态类阴极发光。     

多孔硅衬底上ZnS薄膜的白光光致发光

通过脉冲激光沉积（PLD）技术在多孔硅（PS）衬底上制备了ZnS薄膜。用光致发光（PL）的方法观察到白光发射,这个白光是由ZnS薄膜的蓝、绿光和PS的红光叠加形成的。白光光致发光谱是一个从450nm 到700nm的较强的可见光宽谱带。同时研究了激发波长、ZnS薄膜的生长温度、PS的孔隙率和退火温度对ZnS/PS光致发光谱的影响。     

White light photoluminescence from ZnS films on porous Si substrates

ZnS films were deposited on porous Si (PS) substrates using a pulsed laser deposition (PLD) technique.White light emission is observed in photoluminescence (PL) spectra, and the white light is the combination of blue and green emission from ZnS and red emission from PS. The white PL spectra are broad, intense in a visible band ranging from 450 to 700 nm. The effects of the excitation wavelength, growth temperature of ZnS films, PS porosity and annealing temperature on the PL spectra of ZnS/PS were also investigated.     

不同粒径的SiO_2纳米粒子与PVK分子复合体系的发光性质研究

通过溶胶-凝胶的方法,在乙醇溶液中合成了40nm和60nm两种不同粒径的SiO2纳米粒子,并将其分别与聚乙烯咔唑(PVK)混和,得到了不同粒径、不同质量分数配比的PVK/SiO2纳米粒子复合体系;利用光致发光光谱、吸收光谱和喇曼光谱,深入研究了PVK分子在不同状态条件下的发光特性和PVK/SiO2纳米粒子复合体系的光学性质;在复合体系中,观察到PVK与SiO2纳米粒子之间的界面能量转移过程,且不同粒径的SiO2纳米粒子对PVK分子的发光性质影响也不同。通过喇曼光谱的进一步研究表明,SiO2纳米粒子的存在,使PVK分子的振动能量明显减小,表明PVK分子与SiO2纳米粒子表面存在较强的相互作用。     

Au/SiO_2纳米复合膜的形貌及发光特性

采用磁控溅射和退火法在Si(111)衬底上制备Au/SiO2纳米复合薄膜,并在两种实验模式下进行退火处理。模式A:不同的退火温度,退火20min;模式B:退火温度1 000℃,不同的退火时间。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射方法(XRD)和光致发光(PL)等测试手段对退火后的Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性进行了分析。SEM结果表明,在模式A情况下,随着温度的增加,Au纳米颗粒的大小先增加后减小,这与XRD测试结果相吻合。PL结果表明,在模式B情况下,随着退火时间的增加,发光峰强度先增加后减小。在325nm波长下激发,440nm的发光峰与Au颗粒的大小和数量有关,而523nm的发光峰与纳米复合膜的结构有关,这与SEM平面图相吻合。实验结果表明,Au/SiO2纳米复合薄膜的表面形貌、微观结构和发光特性与退火温度及退火时间有很强的依赖关系。     

Au/SiO_2纳米复合薄膜的结构表征及光致发光特性

采用磁控溅射和退火技术制备出Au/SiO2纳米复合薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对上述纳米复合薄膜进行了结构表征。实验结果表明,纳米复合薄膜的表面上均匀分布着直径在100～300nm的金纳米颗粒。金纳米颗粒的大小随着退火时间的增加而增大。用荧光光谱仪(PL)对薄膜的光致发光特性进行了研究。结果表明,在激发波长为325nm时,分别在525nm和560nm处出现两个发光峰;在激发波长为250nm时,在325nm处出现发光峰,这一发光峰可能与非晶SiO2的结构缺陷有关。     

Luminescence Properties of Cobalt-Doped ZnO Films Prepared by Sol–Gel Method

Pure ZnO and Co-doped ZnO films have been deposited on coverslip substrates by sol–gel spin coating. The morphological, structural, and optical properties of the films were investigated. The microstructure of the ZnO films became increasingly fine and the crystalline size decreased with Co doping. Analysis of x-ray diffraction (XRD) and Raman spectra reveals that Co²⁺ ions are substituted for Zn²⁺ ions in the ZnO lattice without changing its wurtzite structure. Co doping induces a decrease of the band-gap energy and fluorescence quenching of the emission bands. The spectra related to transitions within the tetrahedral Co²⁺ ions in the ZnO host crystal were observed in absorption and luminescence spectra. Photoluminescence (PL) spectra under different excitation energies and PL excitation spectra for the visible emissions suggest that the orange–red emission and green emission could be related to interstitial zinc (Zn_i) shallow donors and oxygen vacancy (V _O) deep donors, respectively. The red emission of Co-doped ZnO film could be assigned to the radiative transitions within the tetrahedral Co²⁺ ions in the ZnO host crystal after band-to-band excitation. A consistent explanation for the pure and Co-doped ZnO films is that the red emission under the excitation energy below the band gap is probably associated with extended Zn_i states.     

氧化锌纳米棒中自发辐射的回音壁模腔增强

应用气相传输法制备了氧化锌纳米线和具有六方对称截面的纳米棒,利用电子扫瞄显微镜,X-射线衍射仪等进行形貌与结构表征。室温下,用355nm激光脉冲,以260 W/cm2相同光强激励条件,分别测量其光致发光(PL)谱,在棒状样品中发现393nm有发光峰,而线状样品是在382nm处。二者相比,棒状样品的紫光波段自发辐射光强增加、频谱展宽、中心波长红移和绿光波段辐射被显著抑制。基于半导体材料的能带理论、激子复合发光理论和费米黄金定则等,对样品PL谱差异原因进行理论分析,结果表明上述现象源于棒状样品中回音壁模谐振腔(WGMRs)的自发辐射增加。利用强激励条件下样品光致发光谱,验证了实验结果与理论分析结果较好吻合。     

高度分散有机荧光分子的SiO2凝胶膜的发光

通过溶胶凝胶法制备了不同浓度的有机荧光分子BBOT(2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)thiophene);分散的纳米多孔二氧化硅凝胶薄膜,并获得了亮蓝色发光.本工作通过光谱技术研究了薄膜的发光特性;用扫描电子显微镜(SEM)技术表征了Btg)T/SiO2薄膜的表面形貌,分析了BBOT在二氧化硅凝胶中的表观分散行为和聚集态.通过研究有机荧光分子BBOT在介电常数从2到81的几种不同介质环境中的吸收和发射光谱的变化,揭示了BBOT在二氧化硅凝胶中吸收和发射主峰位相对于其在共溶剂1,4二氧六环中红移的原因是由于BBOT分子的电子基态比其激发态极性弱、与极性较大的二氧化硅凝胶相互作用的结果.薄膜发光强度随BBOT掺杂浓度的增加而增强,在6×10-3 M时达到最强.通过SEM技术表明,在掺杂浓度6×10-3M及以下薄膜没有相分离,仅在10-2 M时出现BBOT分子聚集形成的针状结晶形貌.本研究表明杂化薄膜通过纳米多孔二氧化硅的"笼"的作用获得BBOT有机分子在二氧化硅凝胶中的高度分散而抑制其浓度猝灭,得到高强度蓝色发光.     

无定型SiO2对纳米ZnO缺陷发光的辅助增强效应研究

利用正硅酸乙酯水解后的无定型SiO2网络结构,合成了不同尺度的纳米ZnO。X射线衍射(XRD)谱显示,当正硅酸乙酯的量从0ml增加到5ml,ZnO的粒径从14.6nm减小到1.9nm;光致发光(PL)光谱显示,发射峰位从560nm蓝移到510nm,发射强度明显增强。利用紫外-可见(UV-VIS)吸收光谱、PL光谱以及能级结构分析,我们认为,纳米ZnO随尺度下降所产生的发光增强来源于无定形SiO2所抑制的ZnO表面非辐射跃迁过程以及二者之间的再吸收过程;此外,纳米ZnO尺度的下降,使得其表面的光生电子和晶格内部的O空位(Vo)之间的距离减小,提高了辐射跃迁的几率也是获得高荧光效率的可能原因。     

Defect-related visible luminescence of ZnO nanorods annealed in oxygen ambient

ZnO nanorods prepared by a solution-phase method are annealed at different temperatures in oxygen ambient.The luminescence properties of the samples are investigated.In the same excitation condition,the photoluminescence(PL) spectra of all samples show an ultraviolet(UV) emission and a broad strong visible emission band.The asymmetric visible emis-sion band of annealed samples has a red-shift as the annealing temperature increasing from 200 ℃ to 600 ℃ and it can be deconvoluted into two subband emissions centered at 535 nm(green emission) and 611 nm(orange-red emission) by Gaussian-fitting analysis.Analyses of PL excitation(PLE) spectra and PL spectra at different excitation wavelengths reveal that the green emission and the orange-red emission have a uniform initial state,which can be attributed to the electron transition from Zn interstitial(Zni) to oxygen vacancy(Vo) and oxygen interstitial(Oi),respectively.