Cax Mgy Alm Sin Oz:Ln(Ln=Ce3+,Tb3+,Eu3+)三色荧光粉的结构调控、发光性质及在白光二极管中的应用

基于紫外/近紫外光激发的高效三基色荧光粉的研发对于白光LED的应用发展具有重要意义。通过高温固相法合成一系列Ce³⁺、Tb³⁺和Eu³⁺单掺杂Ca_xMg_yAl_mSi_nO_z (Ca₂Mg_0.25Al_1.5Si_1.25O₇,Ca₂Mg_0.5Al Si_1.5O₇,Ca₂Mg_0.75Al_0.5Si_1.75O₇,Ca₂₀Al₂₆Mg₃Si₃O₆₈)的三基色荧光粉。通过Rietveld精修、晶体结构模拟和密度泛函理...     

基于第一性原理计算的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+长余辉材料持续发光机理

长余辉材料应用广泛,但种类繁多、发光机理难以被普遍阐释。针对发光–余辉性能好的Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺硅酸盐长余辉材料,构建Sr₂MgSi₂O₇基质、Eu掺杂及(Eu,Dy)共掺杂Sr₂MgSi₂O₇的分子模型,进行第一性原理计算。从电子结构角度解译电子跃迁俘获路径,并阐释Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺的持续发光机理。结果表明：Eu、Dy离子的掺入使Sr₂MgSi₂O₇由间接带隙半导体转变为直接带隙半导体;Dy 5d态主要位于Fermi能级与Eu 5d态之间,并与Eu 5d态存在能量重叠,这证实了Dy³⁺作为电子陷阱的合理性。S...     

Eu3+掺杂Ba2LaZrO5.5基荧光粉的制备及发光研究

以溶胶凝胶法制备了Ba₂LaZrO_5.5:Eu³⁺荧光粉，探讨溶液的pH值、焙烧温度和掺杂Eu³⁺的量对荧光粉的结构和发光的影响。证实了当pH=3、焙烧温度为800℃时Ba₂LaZrO_5.5:21%Eu³⁺荧光粉为立方体钙钛矿结构；在280nm激发下基质Ba₂LaZrO_5.5在468nm处有较强的蓝光发射，而Ba2LaZrO_5.5:21%Eu³⁺荧光粉在612nm处有Eu³⁺的红光发射峰最强。     

Gd3+/Ce3+对Tb3+掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO₂-B₂O₃-BaF₂组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd₂O₃掺量下Tb³⁺的发光性能,并确定了Gd₂O₃更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd³⁺和Ce³⁺对Tb³⁺的发光都具有敏化作用,且Gd₂O₃掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce₂O_3<...     

白光SrMoO4:Eu3+,K+@g-C3N4荧光粉的合成及其性能研究

为了获得单一基质白光荧光粉，以三聚氰胺为原料，采用热分解法制备g-C₃N₄蓝色荧光粉，采用高温固相法制备了Sr_0.92Mo O₄:0.08Eu³⁺(SMO:E)和Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺(SMO:EK)红色荧光粉，通过沉淀吸附反应制备了Sr_0.82Mo O₄:0.08Eu³⁺,0.10K⁺@0.013g-C₃N₄(SMO:EK-CN)复合荧光粉。利用X射线粉末衍射、红外光谱、荧光光谱、热猝灭分析对荧光粉进行表征，分别探讨了Eu³⁺单掺杂和Eu³⁺、K⁺共掺杂以及Eu³⁺、K⁺、g-C₃N₄     

Ce3+掺杂石榴石基荧光材料的光谱调控研究进展

Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料凭借其良好的物化特性、高荧光转换效率、较短的荧光寿命、激发光谱与紫外/蓝光发光二极管发射谱的高效匹配等特点,被广泛用于照明、显示、医学成像等领域。得益于石榴石结构丰富的阳离子格位,通过多种类基质化学组分取代可实现Ce³⁺发射波长从460～610 nm范围内的连续可调,不仅大大拓宽了其潜在应用场景,也为Ce³⁺发光理论的建立和完善提供了广泛的素材。然而随着近年来相关实验探索的大幅增加,种类较为庞杂的Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料特性与发射波长调控理论常常出现无法解释甚至矛盾之处,成为阻碍Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料发展的重要瓶颈之一。针对这一问题,本文简要介绍了基质化学组分取代调控Ce³⁺发射波长的几种主要理论,综述了近年来Ce³⁺掺杂石榴石基荧光材料的研究进展,并结合理论与实验,主要从[CeO₈]畸变因子角度出发,讨论了离子取代对Ce³⁺发光性能的影响。     

Y3Al5O12–Al4SiC4复合耐火材料的设计与制备

以Al₄SiC₄为原料、Y₂O₃为添加剂，采用无压烧结制备Y₃Al₅O₁₂–Al₄Si C₄复合耐火材料，研究Y₂O₃添加量[0～5%(质量分数)]对复合材料物相组成、微观形貌与力学性能的影响，并通过DFT模拟计算Y³⁺对Al₄Si C₄不同晶面表面能的影响。结果表明：高温下Y₂O₃与Al₄SiC₄表面固有氧化层形成共晶液相，在复合材料晶界处生成Y₃Al₅O₁₂和少量Y₂SiO₅。Y₂O₃的添加促使Al₄Si C_4...     

不同掺杂量EuxLu1.4–xGd0.6O3透明陶瓷的制备与性能

为了满足高能射线成像对闪烁陶瓷的应用要求,并探究Eu³⁺掺杂量对陶瓷微观结构和光学性能的影响,采用液相共沉淀法合成了不同Eu³⁺掺杂量的Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃(x=0、0.02、0.06、0.10、0.14、0.18)粉体并通过真空预烧结合热等静压烧结,制备出Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃透明陶瓷。随着Eu³⁺掺杂量的增加,陶瓷直线透过率先升高后降低,在x=0.10时达到最高(71.4%@611 nm)。Eu_xLu_1.4–xGd_0.6O₃陶瓷的光致激发光谱和光致发光光谱证明了Eu³⁺掺杂量的增加能够提升陶瓷的吸收峰和发射峰强度。陶瓷在X射线激发下的发光强度随着Eu³⁺掺杂量的升高呈现先升高后降低的趋势,...     

基于太阳能电池增效Zn0.01Ca0.99Al11.98O19:0.02Mn4+转光剂的合成及性能研究

采用化学共沉淀法合成了CaAl_11.98O₁₉:0.02Mn⁴⁺和Zn_0.01Ca_0.99Al_11.98O₁₉:0.02Mn⁴⁺转光剂,利用X射线衍射和荧光光谱研究了转光剂的物相结构和发光性能。在217 nm紫外光的激发下,发出光谱主峰位在653 nm左右的深红光,正是太阳能电池吸收600～700 nm区域;加入电荷平衡剂Zn²⁺之后,有利于提高Zn_0.01Ca_0.99Al_11.98O₁₉:0.02Mn⁴⁺的荧光强度。     

微量Ce3+、Nb5+、Zn2+对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响

通过研究Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺对钛酸锶钡基陶瓷介电性能的影响,结果发现Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺各离子单一掺杂提高其介电性能是有限的,而充分运用各微量离子作用机理,控制钛酸锶钡的Ce³⁺、Nb⁵⁺、Zn²⁺引入量,能综合提高钛酸锶钡基陶瓷的介电性能。     

铕掺杂Gd2Zr2O7透明陶瓷的制备及闪烁性能

与传统闪烁陶瓷相比,基于立方相Gd₂Zr₂O₇具有高密度、高光学透过率和良好的闪烁性能等特征,本工作采用真空烧结法,成功制备出系列Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷,研究了掺杂离子及掺杂量对其晶体结构、光学透过率、荧光性能及闪烁性能的影响。结果表明,所制备的透明陶瓷样品具有良好的光透过能力;光谱表征发现,20%Eu³⁺掺杂Gd₂Zr₂O₇具有最佳的光致荧光和辐照发光强度,其最强发射峰位于630 nm。X射线成像实验表明,Gd_1.8Eu_0.2Zr₂O₇透明陶瓷的X射线成像分辨率可达11 lp·mm^–1,具备对不同材质物体的成像应用潜力。在医学成像、工业探伤、高能物理等领域具有潜在的应用价值。     

硫元素掺杂的超窄带零热猝灭蓝光荧光粉：Rb Na3(Li12Si4O16–ySy):Eu2+

采用传统的高温固相法合成出了硫元素掺杂的具有473 nm和525 nm双发射的UCr₄C₄型Rb Na₃(Li₁₂Si₄O_16–yS_y):Eu²⁺窄带蓝光荧光粉,并在UCr₄C₄结构中实现零热猝灭发光性能,其发光积分强度在250℃下提升至室温的107%。Eu²⁺离子的格位占据分析及缺陷表征揭示了对应的发光调控和零热猝灭机理。采用阳离子取代策略(Ti⁴⁺部分取代Si⁴⁺)成功消除了荧光粉位于525 nm的肩带峰,将蓝光色纯度从61.1%提升至83.7%,使Rb Na₃(Li₁₂Si₃Ti O_16–yS_y):Eu²⁺荧光粉有望成为应用于液晶显示背光的蓝色发光候选材料,为UCr     

SiO2:Eu3+荧光粉的制备及其发光性能的研究

采用stober溶胶-凝胶法制备以SiO₂为基质,Eu³⁺为激活剂的红色荧光粉。研究了退火温度,稀土Eu³⁺掺杂量对荧光粉发光性能的影响。研究表明：制备出了分散度高,形貌好的球形SiO₂粒子,粒径分布单一,几乎均在613 nm左右,SiO₂粒子为非晶态,稀土离子的掺杂并未改变SiO₂的结构。稀土离子掺杂量与退火温度仅影响发射峰的强度,并未影响发射峰的位置。SiO₂:Eu³⁺最佳退火温度为600℃、最佳掺杂量为6 mol%,位于橙红光区。     

Sm3+离子激活的Ba3ZnNb2O9荧光粉的制备及发光性能

利用高温固相法合成了不同Sm³⁺掺杂浓度的Ba₃ZnNb₂O₉荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、漫反射光谱(DRS)、荧光发射光谱及荧光寿命等表征手段对样品的结构与发光性能进行了研究。XRD结果显示纯样Ba₃ZnNb₂O₉与Ba₃ZnNb₂O₉:Sm³⁺荧光粉的衍射图完全吻合,表明Sm³⁺离子的少量引入并未对晶体结构产生影响。漫反射光谱显示样品可以被近紫外光有效激发。发射光谱表明存在基质向Sm³⁺离子的能量传递过程,Sm³⁺离子的最佳掺杂浓度为x=0.1。     

Mn4+激活的La2MgTiO6红色荧光粉的合成与发光性能探究

采用高温固相法合成了Mn⁴⁺激活的La₂MgTi_1-xO₆:xMn⁴⁺红色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电镜和荧光光谱等表征手段对荧光粉的物相结构和发光性能进行了分析。研究结果表明,Mn⁴⁺成功进入到La₂MgTiO₆的晶体结构;荧光粉的激发光谱在250～550 nm范围内存在较强的吸收,在650～750 nm的范围内有较强烈的红光发射,归属于Mn⁴⁺离子的²E_g→⁴A_2g能级跃迁,在Mn⁴⁺浓度为0.008时,发光强度最大;La₂MgTi_1-xO₆:xMn⁴⁺红光荧光粉可以作为一种有潜力的红色荧光粉应用于植物照明LED中。     

类蓝宝石立方氧化铝透明陶瓷的冷高压制备、显微结构和光学性能

采用GPa级高压低温烧结制备出立方γ-氧化铝(γ-Al₂O₃)透明陶瓷材料,通过调节温度并研究了立方γ-氧化铝陶瓷在常压和高压下的相变行为、显微结构和掺杂稀土离子(Eu³⁺)的发光特性。结果表明：采用5 GPa压力和温度为300℃所烧结的立方氧化铝透明陶瓷,其直线透过率在可见光和近红外波段达到86%,与蓝宝石单晶体在该波段的透光性能一致,并且其平均晶粒尺寸小于20 nm,Vickers硬度达16 GPa。另外,在立方氧化铝基质中掺入三价稀土Eu³⁺后,三价Eu³⁺能自还原为二价Eu²⁺。当对Eu³⁺掺杂γ-Al₂O₃材料加热至300℃后,其荧光光谱表现出最强的Eu²⁺发射,继续升高温度至1 200℃后,二价Eu²⁺的发射强度降低至最小值,并恢复为三价Eu³⁺的发射。这表明立方氧化铝具有自还原的结构优势,有利于获得低价金属离子掺...     

基于UiO–66–NH2@Eu–MOFs比率荧光探针的构建及其对PO43–检测

以发射蓝色荧光的Ui O–66–NH₂和发射红色荧光的Eu–MOFs为荧光基团，构建了比率荧光探针(Ui O–66–NH₂@Eu–MOFs)，成功应用于环境水样中的微量PO₄^3–的检测。将发射蓝色荧光UiO–66–NH₂与发射红色荧光Eu–MOF结合，构建了测定环境水样中的微量PO₄^3–的比率荧光探针。结果表明：当PO₄^3–存在时，由于配体–金属电荷转移(LMCT)效应的减弱，导致UiO–66–NH₂的荧光增强；另一方面，PO₄^3–和Eu³⁺的强配位作用将阻止配体–金属的能量转移(LMET)，破坏了“天线”效应并导致Eu–MOF的荧光猝灭，在最优条件下，F₄₄₅/F₆₃₃与PO₄^3–在1～12μmol/L浓度范围内呈现...     

稀土离子Ce,Eu掺杂氟化镁钾荧光粉的光谱性质

采用高温固相反应法合成了Eu²⁺,Ce³⁺单掺和共掺KMgF₃。分析了样品的结构,结果表明,所合成的样品均为单相。测定了它们的激发和发射光谱,结果显示:在Eu²⁺单掺KMgF₃中,发现峰值位于360nm附近的锐峰线发射;在KMgF₃双掺体系中,只能观察到Eu²⁺的发射光谱,并且Eu²⁺的发射强度随着Eu²⁺的浓度增加而增强,说明在共掺体系中存在Ce³⁺→Eu²⁺能量传递过程。     

荧光粉/SiO2荧光膜用于高显指激光照明

利用“蓝光激光+无机荧光体”的方式产生白光是当前激光照明的主流技术,具有结构简单、成本低等优势。但现有的无机荧光体光谱中缺乏青绿光和红光成分,导致激光照明的显色指数偏低。本工作通过引入电荷补偿剂Na⁺的方式,制备出高效的蓝绿色Ca₃Sc₂Si₃O₁₂:Ce³⁺,Na⁺荧光粉,其内/外量子效率分别达到86%和55%;然后结合商用CaAlSiN₃:Eu²⁺红粉,以二氧化硅溶胶为无机黏结剂,在蓝宝石衬底上低温制备出高效的复合荧光膜。该荧光膜具有良好的热稳定性,200℃时其荧光强度仍保持在常温下的84%;荧光膜中绿光、黄光、红光成分均匀分布,其半高宽达176 nm;在蓝光激光激发下产生647 lm的白光,光效122 lm/W,光源的显色指数88。这些结果表明荧光粉/SiO₂复合荧光膜在高显色激光照明中有广阔的应用前景。     

离子浓度和分散剂对合成Nd:YAG粉体晶相的影响

以碳酸氢铵为沉淀剂,共沉淀合成了Nd:YAG陶瓷粉体。分析了合成过程中盐溶液离子浓度和分散剂含量对粉体后期晶相转变的影响。研究结果表明盐溶液浓度在0.16 mol·L^-1和0.32 mol·L^-1时,煅烧过程中粉体出现Y₂O₃、YAM等过渡晶相,这些过渡相需要在更高的温度才能完全转化为纯YAG晶相。当盐溶液浓度降低到0.08 mol·L^-1, pH调节到8.0时,各组分离子和掺杂离子达到分子水平的均匀混合,合成粉体煅烧过程中直接转化为YAG晶相。添加的分散剂 对Al₂O₃和Y₂O₃扩散反应生成YAG晶相有一定的阻碍作用。采用纯相的Nd:YAG粉体制备的多晶透明陶瓷获得了1.6W的激光输出。