Ca10(Si2O7)3Cl2∶Eu3+荧光粉的发光特性研究

采用溶胶-凝胶法合成了Ca10(Si2O7)3Cl2∶Eu3+荧光粉,并研究了该荧光粉的微观结构及发光性能。结果显示：Eu3+掺杂Ca10(Si2O7)3Cl2荧光粉属于单斜晶系,颗粒呈现近球体和长方体形状,粒径介于400～500 nm。在395 nm近紫外光激发下,该荧光粉呈红色发射,并有5个分别位于582, 594, 615, 654和705 nm的主发射峰,分别对应于Eu3+的5D0→7F0、7F1、7F2、7F3和7F4特征跃迁。该荧光粉的激发光谱覆盖了320～480 nm这段波长范围,主激发峰位于395 nm。另外,该荧光粉的发光强度随Eu3+掺杂量的提高而增强。     

Luminescence properties of Ca10(Si2O7)3Cl2 : Eu3+ phosphor

采用溶胶-凝胶法合成了Ca10(Si2O7)3C12:Eu3+荧光粉,并研究了该荧光粉的微观结构及发光性能.结果显示:Eu3+掺杂Cal0(Si2O7)3C12荧光粉属于单斜晶系,颗粒呈现近球体和长方体形状,粒径介于400～500 nm.在395 nm近紫外光激发下,该荧光粉呈红色发射,并有5个分别位于582,594,615,654和705 nm的主发射峰,分别对应于Eu3+的5D0→7F0、7F1、7F2、7F3和7F4特征跃迁.该荧光粉的激发光谱覆盖了320～480 nm这段波长范围,主激发峰位于395 nm.另外,该荧光粉的发光强度随Eu3+掺杂量的提高而增强.     

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。     

Si~(4+)掺杂对Gd_(1.6)WO_6:Eu_(0.4)~(3+)荧光粉发光特性的影响

采用高温固相法合成了不同Si 4+掺杂比例的Gd1.6(W1-x Six)O6:Eu3+0.4荧光粉,分析了Si 4+掺杂对Gd1.6(W1-x Six)O6:Eu3+0.4荧光粉晶格结构的影响,研究了不同Si 4+掺杂比例下的XRD谱、激发光谱、发射光谱和衰减曲线。结果发现:Si 4+的掺杂改变了基质的结构,使得激活剂离子Eu3+周围的晶体场改变,从而改变了荧光粉的发光效率,当Si 4+的掺杂浓度达到0.4mol时,晶体对称性最差,粉体发光强度最大。根据发射光谱和衰减曲线计算了样品的J-O强度参数和无辐射跃迁几率,结果表明适量的Si 4+掺杂可以抑制无辐射跃迁,提高发光强度。计算结果与实验结果相符。     

一种白光LED用绿色荧光粉Ba3Si6O12N2:Eu2+的制备及研究

采用传统高温固相反应法,合成了Ba3－xSi 6O₁₂N₂:xEu²⁺系列荧光粉。X射线衍射(XRD)图谱 分析表明,所有的样品均生成了 Ba₃Si₆O₁₂N₂纯相。激发光谱表明,样品在紫外到蓝光(250～470nm)范围内都可以被有效激发,当激发波长为358nm 时,发射 光谱是Eu²⁺典型的宽带发射,发射峰在495nm附近,属于^4f₇→^4f₆^5d₁能级之间的跃迁,半峰宽覆盖青绿光范围(480～557nm)。 研究了Eu²⁺掺杂浓度对发光性能的影响。结果表明,随着Eu²⁺掺杂量的逐渐增 加 ,发光强度逐渐增大,当x=0.15时,发射 强度达到最大,所对应的发射光谱波峰的波长最小(492nm);当Eu ²⁺的掺杂量继续增加时,发光强度开始减弱,这是由于Eu²⁺间距逐渐减小,非 辐射跃迁几率增加而发生浓度猝灭现象;不同浓度的样品的发光强度 与波长呈相反变化趋势,这与斯托 克斯(Stokes)定律是相符合的。研究结果表明,所合成的Ba₃Si₆O₁₂N 2:Eu²⁺新型绿色荧光粉适合在白光LED中应用。     

绿色荧光粉CaBi_2Ta_2O_9:Ho~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相反应法制备了Ho3+离子掺杂铋层结构铁电氧化物CaBi2Ta2O9(CBTO)荧光粉。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)测试和荧光光谱(PL)的测定。研究表明:荧光粉CBTO:Ho3+的最强激发峰位于450 nm,与商用蓝光LED的发射光波长相匹配,位于548 nm的极强绿光发射峰源于Ho3+离子的5I8→5G6跃迁。分析了Ho3+离子掺杂浓度对样品发光强度的影响,其最佳掺杂摩尔分数为0.04%,对应的色坐标为(0.2754,0.7120)。     

Ba_5CaAl_4O__(12):Tb~(3+)荧光粉的制备与发光特性

采用高温固相法合成Ba5CaAl4O12:Tb3+绿色荧光粉,并对其发光性质进行研究。Ba5CaAl4O12:Tb3+在239nm激发下,跃迁发射峰值位于489,543,550,587和623nm,分别对应于Tb3+的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3的能级跃迁。样品的紫外激发光谱表明,Ba5CaAl4O12:Tb3+基质吸收是位于240nm附近的宽带吸收。研究Tb3+浓度对样品发光强度的影响,当Tb3+掺杂摩尔分数为4%时,发光强度达到最大。加入H3BO3和NH4Cl两种助熔剂均不同程度地提高了该荧光粉的发光强度,且随着助熔剂浓度的增加发光强度先逐渐增强后下降。相比两种助熔剂发现,NH4Cl比H3BO3的效果更好,更有利于荧光粉的发光。     

黄色荧光粉CaBi_2Ta_2O_9:Dy~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相反应法制备了Dy3+掺杂铋层结构铁电氧化物CaBi2Ta2O9(CBTO)荧光粉。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)测试和荧光光谱(PL)的测定。研究表明:荧光粉CBTO:Dy3+的最强激发峰为450 nm,与商用蓝光LED的发射光波长相匹配,发射带峰值位于574 nm,对应于Dy3+的电偶极跃迁4F9/2→6H13/2。分析了Dy3+摩尔分数对样品发光强度的影响,其最佳摩尔分数为7%,根据Dexter理论分析其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。分别研究了电荷补偿剂Li+、Na+和K+对CBTO:Dy3+发射光谱的影响,结果显示不同的电荷补偿剂均能不同程度地提高样品的发光强度。     

燃烧法合成BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu~(2+)荧光体及发光性能的研究

应用燃烧法在较低温度(600℃)下,于空气中快速合成BaMgAl10O17∶Eu2 (BAM)荧光体。通过XRD和荧光光谱对荧光体进行表征和研究,考察了Eu2 的掺入浓度、尿素用量和Sr2 的掺杂等对荧光体发光性能的影响。结果表明BaMgAl10O17∶Eu2 荧光粉在450nm处的荧光发射源于Eu2 的4f65d1-4f7跃迁。荧光体的发射强度与Eu2 浓度有很大关系,当Eu2 摩尔分数为10%时,发射强度最大。尿素用量对荧光体结晶性能和发光性能有很大影响,当尿素与硝酸盐之比为2.5∶1时,荧光体发光强度最高。Dy3 、Er3 、Nd3 和Pr3 掺杂时,荧光体发光强度增加。Sr2 的掺杂对BAM荧光体的晶体结构和发光性能有很大影响。     

Bi3+共掺和能量传递对BaY2Si3O10: Eu3+发光的调制和影响

荧光粉BaY2Si3O10: Bi3+, Eu3+经高温固相法制备并由X-ray衍射谱仪分析其物相结构。实验结果显示Bi3+共掺下BaY2Si3O10: Eu3+的激发光谱呈现一个有明显增强的宽电荷转移带和系列Eu3+的 f – f 窄吸收峰,发射谱为Eu3+的5D0-7FJ橙-红光发射。当用285 nm 紫外光激发时,Bi3+到Eu3+间存在有效的能量传递,导致Bi3+的宽带紫外发射(中心345 nm)强度减弱,而Eu3+的橙-红光发射显著增强;随着Eu3+浓度的增加,能量传递效率也随之提高。最佳Eu3+浓度为0.4摩尔百分比,此后荧光粉发射强度发生浓度猝灭。结果表明Bi3+共掺时明显改善和提升荧光粉在电荷转移带(200 – 350 nm)的激发效率。Bi3+到Eu3+间主要的能量传递机制是通过四极–四极相互作用实现,并且能量传递的临界作用距离是1.604 nm     

Si~(4+)掺杂对BaZr(BO_3)_2:Eu荧光粉能量传递的影响

采用高温固相法合成了Si4+掺杂的BaZr(BO3)2:Eu红色发光荧光粉。激发光谱表明,不同Si4+掺杂浓度明显使电荷迁移态(CTS)向高能量的位置移动,且改善了样品的发光强度。分析认为,这是由于Si4+的电负性大于所取代的Zr4+,且Si4+的进入影响了Eu3+的配位数,提高了CTS向发光中心的能量传递几率。依据Judd-Ofelt理论计算的强度参数表明,随着Si4+掺杂浓度的增加,Eu3+所处格位的对称性明显降低,增大了Eu3+的跃迁几率,从而改善了发光强度。计算Eu3+间的能量传递几率发现,在掺杂浓度为5%时,Eu3+间的能量传递几率很小,其对荧光粉的发光影响不大。     

纳米晶ZnO:Dy3+粉体的制备和发光性质

通过固相反应法制备了ZnO:Dy3+纳米粉末,样品的X射线衍射、透射电镜和选区电子衍射证实了ZnO:Dy3+纳米粉末属于六方纤锌矿多晶结构.研究了光致发光谱与激发波长和掺杂离子浓度的依赖关系.结果表明,从ZnO:Dy3+纳米粉末的光致发光光谱中首次发现除了Dy3+的4f→4f跃迁外,出现了Dy掺入ZnO后产生的两个缺陷A和B的宽谱带发射峰,峰值分别在600和760nm,半高宽分别约为200和100nm.在ZnO的激子激发下(385nm),峰值760nm的发光强度远远大于峰值在600nm的发光强度.样品的发射光谱中峰值的相对强度变化依赖于激发波长和Dy3+的掺杂浓度.当在Dy3+4f→4f激发下(454nm),光谱中只有Dy3+的4f态间的特征发射,而缺陷A,B不发光.     

CaBi2Ta2O9:Pr3+黄色荧光粉的制备与性能研究

采用高温固相反应法,制备了系列Pr3+掺杂的CaBi2Ta2O9(CBTO:Pr3+)Bi层状结构铁电氧化物(BLSFs)粉体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行了表征。利用积分球式分光光度计和荧光光谱仪对样品的光学性能进行了分析。XRD结果表明,所生成的样品均为CBTO纯相。样品的吸收和激发光谱表明,在449~500nm波长范围存在Pr3+的f-f跃迁吸收;样品的发射光谱由绿光(525~575nm)和红光(575~700nm)发射两部分组成,避免了白光LED中再吸收的问题。随着Pr3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增强后减弱,当Pr3+的掺杂浓度为2mol%时发光强度最大。研究了Ca0.98Pr0.02Bi2Ta2O9的热稳定性,并通过计算得到其热猝灭激活能E=0.24eV。显色指数(CIE)色坐标图表明,所制备的样品可以被蓝光有效激发而发出黄光。研究结果表明,CBTO:Pr3+可以用于蓝光LED芯片激发用的黄色荧光粉。     

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.     

BaMgAl10O17:Eu2+的硝酸盐热分解法合成及其发光特性研究

以Ba(NO3)2、Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和Eu(NO3)3为初始原料,首次用硝酸盐热分解法在1300℃左右合成了单相Ba1-xMgAl10O17xEu2+(0.02≤x≤0.16)并表征了其发光特性.结果表明,硝酸盐热分解法的合成温度比传统的高温固相法降低了近300℃,且合成出的荧光粉体色白、亮度好、结构松散且无烧结现象.在254 nm紫外光激发下,Ba1-xEuxMgAl10O17(0.02≤x≤0.16)的最强峰在450 nm左右,属于Eu2+的4f65d→4f7(8S7/2)宽带允许跃迁;当x=0.1时发光强度最高.用硝酸盐热分解法合成的样品较传统高温固相法所得样品的发光强度强.     

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。     

Sr3Ga2O5Cl2:Sm3+荧光粉的制备及发光特性

采用传统的高温固相法成功合成了Sr3-xGa2O5Cl2:Sm3+系列橙红色荧光粉。使用X射线衍射仪（XRD）测试了样品的晶体结构,样品的形貌和颗粒尺寸由扫描电子显微镜（SEM）表征,使用荧光光谱仪测试了样品的光致发光光谱和衰减寿命。Sr3Ga2O5Cl2晶相为单斜结构,掺杂的Sm3+离子取代Sr2+的格位成为荧光粉的发光中心。样品的激发光谱由O2-→Sm3+的电荷迁移带和Sm3+离子4f内层电子的特征激发峰组成,位于230 nm、404 nm的激发峰较强。发射光谱的峰值位于565、601、650 nm处,分别对应于Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2特征跃迁。样品的发光强度随着Sm3+浓度的增加先增大后减小,最佳掺杂浓度为3.0% mol。根据实验数据对浓度淬灭的原因进行了探讨,浓度淬灭机理为电偶极-电偶极相互作用。     

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。     

绿色荧光粉CaBi2Ta2O9：Ho^3＋的制备及发光性能

采用高温固相反应法制备了Ho^3＋离子掺杂铋层结构铁电氧化物CaBi2Ta2O9（CBTO）荧光粉。分别对样品进行了X射线衍射（XRD）分析、扫描电镜（SEM）测试和荧光光谱（PL）的测定。研究表明：荧光粉CBTO：Ho^3＋的最强激发峰位于450nm,与商用蓝光LED的发射光波长相匹配,位于548nm的极强绿光发射峰源于Ho^3＋离子的^5I8→^5G6跃迁。分析了Ho^3＋离子掺杂浓度对样品发光强度的影响,其最佳掺杂摩尔分数为0.04％,对应的色坐标为（0.2754,0.7120）。     

纳米晶ZnO:Dy3+粉体的制备和发光性质

通过固相反应法制备了ZnO:Dy3 纳米粉末,样品的X射线衍射、透射电镜和选区电子衍射证实了ZnO:Dy3 纳米粉末属于六方纤锌矿多晶结构.研究了光致发光谱与激发波长和掺杂离子浓度的依赖关系.结果表明,从ZnO:Dy3 纳米粉末的光致发光光谱中首次发现除了Dy3 的4f→4f跃迁外,出现了Dy掺入ZnO后产生的两个缺陷A和B的宽谱带发射峰,峰值分别在600和760nm,半高宽分别约为200和100nm.在ZnO的激子激发下(385nm),峰值760nm的发光强度远远大于峰值在600nm的发光强度.样品的发射光谱中峰值的相对强度变化依赖于激发波长和Dy3 的掺杂浓度.当在Dy3 4f→4f激发下(454nm),光谱中只有Dy3 的4f态间的特征发射,而缺陷A,B不发光.