共沉淀法制备白光LED用CaMO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)(M=Mo,W)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用共沉淀法制备了Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)(0≤x≤0.05)系列样品,通过XRD、SEM及荧光光谱仪对粉体的晶体结构、形貌及荧光性能进行测试和表征。结果表明,Bi~(3+)、Eu~(3+)及WO_4~(2-)的掺杂没有改变CaMoO_4原有的四方晶系体心结构,且样品粒径分布较均匀,无明显团聚现象。随着Bi~(3+)的掺杂,Ca_(0.93-x)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_x~(3+)样品的激发光谱带边会发生红移,且激发强度呈现先增强后减弱的趋势,其发射光谱也具有相应的规律,Bi~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.02 mol,在395 nm激发下,样品的发光强度提升至134%;较之商用红色荧光粉Y_2O_2S∶Eu~(3+),Ca_(0.91)(Mo_(0.9)W_(0.1))O_4∶Eu_(0.07)~(3+),Bi_(0.02)~(3+)样品显现出更好的色纯度和发光强度,适合于近紫外LED用红色荧光粉。     

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。     

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。     

F~-掺杂对红色荧光粉NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)的结构和发光特性的影响

采用高温固相法合成了NaGd(WMo)O_(8-x/2)F_x:Eu~(3+)(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5)系列红色荧光粉。分别采用X射线衍射、荧光光谱测试手段对所得粉末的晶型及其发光性能进行了表征分析。结果表明,该系列红色荧光粉均为白钨矿四方晶系结构,空间点群结构为I41/a(88),可被近紫外光395 nm有效激发,其最强发射峰位于616 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。F-离子掺杂量为0.2 mol时发光强度最强,与未掺杂F-相比其发光强度提高了41%,其色坐标为(0.653,0.336)。由此可见,NaGd(WMo)O_(7.9)F_(0.2):Eu~(3+)是一种具有潜在应用价值的白光LED红色荧光粉。     

红色荧光粉BaAl_2Si_2O_8:Eu~(3+),Li~+的制备和发光性能研究

通过高温固相法合成了红色荧光粉系列Ba_(1-x)Al_2Si_2O_8:Eu_x~(3+),Li_(0.03)~+,并系统地研究了该系列荧光粉的晶体结构和发光性质的变化。合成的试样均为BaAl_2Si_2O_8晶体,均单斜晶系,空间群为C2/m(12)。Eu~(3+)取代Ba~(2+)格位进入基质BaAl_2Si_2O_8晶体,造成了基质晶胞参数a,b,c和晶胞体积V相应地减小,只引起了基质晶体结构轻微的畸变。试样的激发光谱位于220 nm~550 nm,由一个宽带激发谱和一组锐线峰带构成,激发光谱中的最强峰为393 nm(~7F_0→~5L_6)。通过393 nm波段对系列试样进行有效激发,收集到发射光谱均位于550 nm~750 nm,且由发射光谱中出现多条锐线峰,在614 nm(~5D_0→~7F_2)处发射峰最强,Eu~(3+)的595 nm(~5D_0→~7F_1)发射峰劈裂产生了590 nm、595 nm和599 nm处的三个分裂峰,而614 nm(~5D_0→~7F_2)发射峰劈裂为614 nm、617 nm、619 nm、622 nm和627 nm处的五个分裂峰,Eu~(3+)取代Ba~(2+)进入基质晶格BaAl_2Si_2O_8中,与其临近的氧配体形成了C2的点群对称性和Eu~(3+)主要占据非反演对称中心格位。系统研究了该系列荧光粉发光性能与掺杂离子Eu~(3+)浓度的关联。研究结果显示,当掺杂离子Eu~(3+)浓度x≤0.03时,荧光粉的发光强度随着掺杂离子Eu~(3+)浓度x的增加而增加,当x0.03时,随x的增加而减小。试样的色坐标不随掺杂离子Eu~(3+)浓度改变而改变;该系列荧光粉浓度淬灭机理为电偶极–电偶极相互作用。     

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。     

CaMoO_4∶Eu~(3+),M~+(M=Li,Na,K)粉体的制备与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca_(1-1.5x)MoO_4∶xEu~(3+)和Ca_(0.5)MoO_4∶0.25Eu~(3+),M~+(M=Li,Na,K)荧光粉,并对样品的物相结构、颗粒形貌及发光性能进行了分析。结果表明,样品属于四方晶系,颗粒接近八面体形状,大小为2~3μm。激发光谱显示,样品的激发中心分别位于364 nm、386 nm、396 nm、419 nm和466 nm,最大激发峰值位于396 nm。在396 nm近紫外光激发下,样品的发射中心分别位于596 nm、616 nm、656 nm、704 nm,特征发射峰为616 nm,Eu3+离子掺杂浓度为25%(体积分数)时发光强度最强,引入的3种电荷补偿剂M~+(M=Li,Na,K)中,Li+对发光强度的提高最为显著。     

NH_4Cl助熔剂对固相合成MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉结构与发光性质的影响

以MgMoO_4为基质,Eu~(3+)为激活剂,NH_4Cl为助熔剂,采用高温固相法合成白光LED用MgMoO_4:Eu~(3+)红色荧光粉。通过差示扫描量热与热重分析(DSC/TG)研究合成荧光粉的最佳温度,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)研究荧光粉的结构,并用荧光光谱仪对荧光粉的发光效果进行检测。结果表明:用NH_4Cl作为助熔剂,合成MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的最佳温度为900℃。添加NH_4Cl后,MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的结构得到优化,颗粒呈椭球形,粒径约为0.5~1μm。395 nm和465 nm波长激发的发射光谱由一系列尖峰组成,分别位于592 nm(~5D_0→~7F_1),615 nm(~5D_0→~7F_2)和699 nm(~5D_0→~7F_4)处,其中615 nm处的发射峰强度最大,属于Eu~(3+)的超灵敏电偶极跃迁。添加NH_4Cl可明显提高MgMoO_4:Eu~(3+)荧光粉的激发与发射峰的强度,最佳添加量(n(NH_4Cl)/n(MgO))为1%,此时发射光谱的强度是未添加NH_4Cl时的7倍左右,395 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.1,465 nm激发的发射光谱对应的最佳Eu~(3+)浓度为0.15。     

新型红色荧光粉CaMO_4∶Eu~(3+)(M=Mo,W)的制备与发光性能研究

采用高温固相法在900℃、保温3 h的条件下制备了Ca1-xMoO4∶Eu3+x(0.03≤x≤0.11)和Ca0.93(Mo1-xWx)O4∶Eu3+0.07(0≤x≤0.4)系列样品,通过XRD、SEM及荧光光谱仪对粉体的晶体结构、形貌及荧光性能进行测试和表征。结果表明,Eu3+和WO42-的掺杂没有改变CaMoO4原有的四方晶系体心结构,但样品粒径分布不太均匀,伴有轻微团聚现象。CaMoO4基质中,存在Eu3+的浓度猝灭现象,且最优掺杂量的摩尔浓度为7%,样品的激发光谱涵盖200~550 nm的宽带激发。分别在395 nm和466 nm激发下,较之Ca0.93MoO4∶Eu3+0.07,WO42-的掺杂可以提高样品的发光强度,当n(Mo/W)=9/1时,Ca0.93(Mo0.9W0.1)O4∶Eu3+0.07样品的发光强度达到最大,分别提高到了143%和131%,且样品的色纯度与商业粉相当,适合于近紫外及蓝光LED用红色荧光粉,显示出良好的市场应用价值。     

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)。     

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.     

熔盐法制备白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉的工艺研究

采用熔盐法合成了白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色发光材料。利用XRD、SEM、激光粒度仪、荧光光谱仪等手段对荧光粉物相、颗粒形貌、粒径及发光性能进行了表征。考察了Eu~(3+)掺杂浓度、熔盐的种类、熔盐用量以及焙烧温度和时间等工艺参数对白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4荧光粉性能的影响。结果表明:在CaWO_4中掺杂Eu~(3+)没有改变基质的四方晶系白钨矿结构;随着Eu~(3+)掺杂量的增加,Eu~(3+)的特征发射峰强度逐渐增强,Eu~(3+)掺杂浓度达到30%也不会发生浓度猝灭现象;以复合熔盐(NaCl-KCl)为助熔剂体系,熔盐与荧光粉的摩尔比为3,在850℃下焙烧3 h,可获得分散性好、表面光滑平整、颗粒细小,形貌为四方双锥结构的白光LED用Ca_(1-x)Eu_xWO_4红色荧光粉。     

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。     

助熔剂对LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)红色荧光粉性能的影响

采用高温固相法制备了LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2:Eu~(3+)白光LED用红色荧光粉。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、荧光光谱仪考察了不同助熔剂对荧光粉的形貌、结构、光学性能的影响,探讨了不同助熔剂的作用机理。结果表明,不同种类助熔剂未改变LiGd(W_(0.4)Mo_(0.6)O_4)_2的四方晶系白钨矿结构;396nm激发下,添加质量分数为2%的H_3BO_3,LiF或NH_4F使样品的发光强度分别提高了21%,17%,9.6%;而添加2%的Na_2CO_3样品发光强度下降了10.9%。同时,H_3BO_3可有效地减少样品颗粒的团聚,其最佳用量为3%;由于F-声子能量低,可减少能量的无辐射跃迁概率的原因,当以1%H_3BO_3与2%LiF同时作为助熔剂制备荧光粉时,相比未添加助熔剂的样品发光强度提高40%。     

外场辅助液相法制备红色球形Y_2O_3:Eu~(3+)荧光粉

研究了以尿素为沉淀剂,通过改变加热方式、溶液pH、Eu~(3+)掺杂量及煅烧温度等条件,采用微波辅助液相法制备Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉,并对所得荧光粉进行检测分析。结果表明:试验所制备的荧光粉为规整的球形,涂敷性好,可以被近紫外激发光有效激发,发射主峰位于614nm处,归属于Eu~(3+)的~5 D_0→~7 F_2跃迁;该红色荧光粉可应用在白光LED。     

溶胶-凝胶法制备Y_2Zr_2O_7:Tm~(3+)及其发光性能研究

以柠檬酸为络合剂采用溶胶-凝胶法制备了(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.005,0.01,0.03,0.05)荧光粉.采用X-射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪分别检测了Y2Zr2O7∶Tm3+的晶体结构、颗粒形貌以及样品的荧光光谱.XRD图谱表明,所得到的产物Y2Zr2O7∶Tm3+为单一相的萤石结构,而且Tm3+的掺杂并没有改变其晶体结构.荧光光谱的测试表明,在359 nm波长的紫外光激发下,1000℃下烧结的(Y1-xTmx)2Zr2O7(x=0.01)样品的发光性能最好,发射峰对应于Tm3+的1D2→3F4跃迁和1G4→3H6跃迁,并对其发光机理进行了探讨.样品在454nm处的发光强度随Tm3+离子掺杂浓度的增加先升高后降低,即出现了浓度猝灭的现象,当Tm3+掺杂浓度摩尔百分比为1%时,样品的发光强度达到最大.     

单基质白光荧光粉Gd_3PO_7∶Dy~(3+)的制备及其性能研究

采用湿化学法合成单基质的白光发射的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)荧光粉,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌与光学性能等进行表征。XRD检测结果表明所制备的样品为含有微量杂质相的Dy~(3+)掺杂单斜结构的Gd_3PO_7晶体。荧光光谱检测结果表明在276 nm属于Gd~(3+)的特征激发带激发下,发射出Dy~(3+)的特征黄色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(13/2))与蓝色光发射带(~4F_(9/2)→~6H_(15/2)),证实在Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品中出现了由Gd~(3+)到Dy~(3+)的能量传递现象。样品的发光强度随pH值和Dy~(3+)掺杂量的变化而变化,在pH值为6.00、Dy~(3+)掺杂量为0.5%的条件下制备的样品呈现相对更强的发光强度。Dy~(3+)掺杂量直接影响着Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品的发光颜色,当Dy~(3+)掺杂量为3%时所制备的Gd_3PO_7∶Dy~(3+)样品可发射出色坐标为(0.335,0.345)的白色光,这表明Gd_3PO_7∶Dy~(3+)是一种潜在的单基质白光发射荧光材料。     

微波辅助液相法制备CaMoO4∶Eu3+荧光粉

采用微波辅助液相沉淀法制备了Ca1-xMoO4∶ Eu3+(0.05≤x≤0.09)系列红色荧光粉.通过荧光光谱仪、SEM、XRD测试和表征了该荧光粉的荧光性能、形貌、结构.结果表明,当Eu3+掺杂量为0.07,烧结温度为900℃,保温时间为3h时,可获得性能最佳的荧光粉,在395 nm和465 nm波长激发下,在616 nm处出现了很强的发射峰,对应于Eu3+的5D0→7F2的跃迁.采用微波辅助液相沉淀法制备的荧光粉发光强度高于高温固相法所制备的荧光粉,适合白光LED用红色荧光粉.     

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.