Sm3+离子激活Y2MgTiO6橙红色荧光粉的制备及发光性质研究

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y_2-2xMgTiO₆∶2xSm³⁺(YMT∶2xSm³⁺,0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明,所制备的YMT∶Sm³⁺样品为纯相,无任何杂质;荧光粉颗粒尺寸为2～3μm,分散性较好且无明显团聚。在407 nm的近紫外光激发下,样品的发射光谱在500～700 nm波长范围内存在三个显著的发射峰,分别是603 nm(⁴G_5/2→⁶H_7/2)和650 nm(⁴G_5/2→⁶H_9/2)处较强的红光,以及566 nm(⁴G_5/2→⁶H_5/2)处较弱的绿光。Sm³⁺离子...     

新型橙红色荧光粉Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发光特性

采用固相法合成了Ca9Al(PO4)7:Sm3+橙红色荧光粉,研究了材料的发光性质。结果表明,以403nm近紫外光作为激发源时,Ca9Al(PO4)7:Sm3+呈现出多峰特征,主峰位于564、605、650和712nm,分别对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2和4G5/2→6H11/2跃迁发射,其中605nm发射峰最强,从而材料整体发射橙红光;监测605nm发射峰,对应的激发光谱为多峰特征,主峰为345、362、375、403、440和472nm;改变Sm3+的掺杂量发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度表现出先增大、后减小的变化趋势,发射强度最大值对应的Sm3+掺杂量为x=0.01,即存在浓度猝灭现象;通过计算临界距离,得出造成浓度猝灭的机理为电多极相互作用;测量了不同Sm3+掺杂量下材料的色坐标发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的色坐标基本不变,位于橙红色区域。研究了Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度随温度的变化情况发现,材料具有较好的温度特性,激活能为0.178eV。     

新型红色荧光粉NaY（MoO4）2:Sm3+的制备及发光性能的研究

采用高温固相法制备了NaY(MoO4)2:Sm3+新型红色荧光粉,研究了Sm3+在NaY(MoO4)2基质中的发光特性。X射线衍射(XRD)测量结果表明,烧结温度为550℃时,制备的样品为纯相NaY(MoO4)2晶体。样品激发谱由两部分组成:220～340nm为电荷迁移带,峰值位于297nm;350～500nm的一系列线状峰为Sm3+的特征激发峰,最强峰位于403nm(6 H5/2→4 F7/2)。样品可被UV-LED管芯及蓝光激发。发射谱由564nm(4 G5/2→6 H5/2),600nm和607nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)和708nm(4 G5/2→6 H11/2)4个峰组成,最强发射峰位于647nm(4 G5/2→6 H9/2),呈现红光发射。研究了不同Sm3+掺杂浓度对NaY1-X(MoO4)2:xSm3+材料发光强度的影响,X=0.05时出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是电偶极-电偶极的相互作用。     

单一基质白光荧光粉Ba3Y1－x(PO4)3:xDy3+的合成及其发光特性

采用高温固相法,合成了Ba3Y1-x(PO4)3:xDy3+荧光粉。X射线衍射(XRD)图谱表明,合成物质为纯相Ba3Y(PO4)3晶体。激发谱和发射谱表明,样品的主发射峰位于486nm(4F9/2→6H15/2)和575nm(4F9/2→6H13/2),为典型的Dy3+特征发射,对应于样品的蓝光和黄光发射,其中以348nm激发时得到的峰值最强。样品的主激发峰有8个,均为Dy3+吸收,分别位于292nm(6H15/2→4D7/2),322nm(6H15/2→6P3/2),348nm(6H15/2→6P7/2),362nm(6H15/2→6P5/2),385nm(6H15/2→4M21/2),424nm(6H15/2→4G11/2),452nm(6H15/2→4I15/2)和473nm(6H15/2→4F9/2)处。研究了Dy3+掺杂浓度对发光性能的影响,在掺杂浓度x=0.08时,出现了浓度猝灭,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用;不同Dy3+掺杂浓度荧光粉发射光的色坐标均在白光区域中。同时,研究了敏化剂Ce3+对Ba3Y(PO4)3:Dy3+材料发光强度的影响。     

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。     

激光退火对CaSrSiO4∶Tb3+纳米荧光粉光致发光特性的改善

采用高温固相反应法制备了不同掺Tb浓度的CaSrSiO4纳米荧光粉.TEM照片显示粉末颗粒为球状,直径30～50 nm.XRD主要衍射峰与CaSrSiO4基质基本一致,表明Tb离子掺入对CaSrSiO4晶体结构影响较小.285 nm紫外光激发下,观测到强的紫外、蓝光和绿光等光谱,优化掺Tb浓度为0.7％.最后用CO2激光器对CaSrSiO4:0.3Tb3+荧光粉进行退火,发现光谱增强50％以上.同时讨论了退火工艺参数对荧光粉光致发光特性的影响.     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

新型白光LED荧光粉Y2O3:Ti 3+的光谱性能

采用共沉淀法,在不同的烧结气氛下制备了Y₂O₃:Ti ³⁺粉体,测量了它们的激发、发射光谱以及XRD光谱,观测了形貌。在紫外光激发下,微晶Y₂O₃:Ti ³⁺在439nm附近有较强的发射带,而纳米Y₂O₃:Ti ³⁺在400~500nm范围内出现了强的发射带。随纳米粉体的晶粒尺寸减小,它的发光明显增强,覆盖了整个可见光区。结果表明Y₂O₃:Ti ³⁺纳米粉体有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。     

YPO4:Ln3+(Ln=Eu,Tb)球形荧光粉的合成及其发光性能优化

采用水热法结合高温退火处理制备了YPO₄:Ln³⁺(Ln=Eu,T b)荧光粉。通过X射线 粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)对样品的结构、形貌和发光性能进行 表征。结果 表明:在水热条件下合成了含结晶水六角相结构的YPO₄·0.8H₂O :Eu³⁺和YPO₄·0.8H₂O:Tb³⁺前躯体;经过 800 ℃高温烧结2h后,前躯体 失去结晶水后得到球形、尺寸均一、表面光滑、四方锆石结构的YPO₄:Eu³⁺和 YPO₄:Tb³⁺荧光粉,颗粒平均粒径约为200 nm。在396 nm波长激发下,YPO₄:Eu³⁺荧光粉可以获得Eu³⁺离 子的跃迁能级⁵D₀→⁷FJ(J=1－4)特征发射,以磁偶极跃迁⁵D₀→⁷F₁(596 nm)的发光强度最强,观察到橙 红色发射,且Eu³⁺的最佳掺杂摩尔分数为11%。同时,YPO₄: Tb³⁺荧光粉在372 nm的光激发下,在548 nm 处的⁵D₄→⁷F₅跃迁具有最高的荧光强度,观察到绿光发 射,且Tb³⁺最佳掺杂摩尔分数为7%。     

Sm3+离子掺杂对BaGa2O4∶Cr3+近红外长余辉发光的增强研究

利用高温固相法制备了BaGa₂O₄∶Cr³⁺,Sm³⁺(BGO∶Cr,Sm)近红外长余辉发光(PersL)材料,考察了Sm³⁺掺杂浓度和煅烧温度对BGO∶Cr,Sm晶体结构和发光性能的影响,初步探讨了近红外余辉发光机理。结果表明：当长余辉发光材料组成为BGO∶Cr_0.06,Sm_0.004且煅烧温度为1100℃时,可以获得高纯度的BGO∶Cr,Sm长余辉发光材料,其发射波长为734 nm。Cr³⁺与Sm³⁺共掺杂为应用于生物成像的BGO提供了优化策略,同时为开发长余辉发光材料提供了良好范例。     

纳米粉体Y2O3:Ti 3+ , Eu3+的光谱性能

采用共沉淀法在氮氢气氛中制备出Y₂O ₃:Ti ³⁺, Eu ³⁺纳米粉体,测量了它的XRD、激发与发射光谱,观测了形貌。通过与Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的光谱比较分析,发现Y₂O ₃中的Ti ³⁺至Eu³⁺存在能量传递,以致紫外至蓝光区域的光,均能使Eu³⁺经5D0→7F2等跃迁通道发射出610nm左右的荧光,于是增强了粉体在红橙光区发光的比重,因此可以调节粉体的发光性能。Y₂O ₃:Ti ³⁺纳米粉体的吸收带从紫外延伸到蓝光区,强荧光带覆盖了整个可见光区,这预示它有望成为新一代白光LED或汞灯的光转换荧光粉。     

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。     

Er3+、Eu3+双掺杂LaOF荧光粉的光学性能研究及防伪应用

有机发光材料可能对人体或环境造成影响,除此之外还有生产成本高、发光易淬灭、发光强度与颜色不易于控制的缺点,因此探索性能优越的稀土发光材料并寻找其应用价值是具有重要意义的。本文基于水热辅助固相法制备出Er³⁺、Eu³⁺离子共掺杂LaOF荧光粉,通过X射线衍射仪(X-ray diffractometer, XRD)、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和荧光分析仪对不同Er³⁺掺杂浓度下的LaOF∶Eu³⁺荧光粉体的相组成、粒径尺寸、形貌及荧光光谱进行表征与分析。结果表明：在900℃的温度下煅烧,物相由前驱体LaF₃转变为四方相LaOF,且随着Er³⁺掺杂浓度的升高,在365 nm与393 nm波长激发下均呈现出多色可调谐的发光特性,其中365 nm激发下呈现自橙色光向黄色光的转变,而在393 nm光辐射下则由橙色光向品红色光过渡。将Er³⁺、Eu³⁺共掺杂LaOF荧光粉制成...     

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。     

Sm3+掺杂(Na0.2Bi0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)TiO3高熵粉体的制备及其荧光性能研究

采用固相法制备了稀土Sm³⁺(0～0.10 mol)掺杂的(Na_0.2Bi_0.2Ba_0.2Sr_0.2Ca_0.2)TiO₃高熵荧光粉。研究发现,随着Sm³⁺掺杂量的增加,(Na_0.2Bi_0.2Ba_0.2Sr_0.2Ca_0.2)TiO₃高熵粉体逐渐出现了Sm₂Ti₂O₇杂相,其发光强度发生明显变化。当Sm³⁺掺杂量为0.04 mol时,(Na_0.2Bi_0.2Ba_0.2Sr_0.2Ca_0.2)TiO₃高熵粉体具有单一的钙钛矿结构,且各元素组分分布均匀,并表现出最佳的荧光性能。当...     

Mn4+掺杂Sr4Al14O25荧光粉的制备及其发光性能

采用传统的高温固相反应法成功制备Sr₄Al₁₄O₂₅:Mn⁴⁺红色荧光粉。应用X射线粉末 衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计等对样品形貌和结构进行表征,研究煅烧温度、 锰离子掺杂浓度对荧光粉发光性能的影响。实验结果表明,所制备的荧光粉具有从近紫外到 蓝光宽广区域的吸收谱,并能发出强烈的中心波长位于656 nm的红光,这主要是源于Mn 4+离 子的自旋禁止的²E_g→⁴A₂跃迁。在Sr₄Al₁₄O 25:Mn⁴⁺中,Mn⁴⁺离子更倾向于进入AlO₆八面体 中的替代Al³⁺离 子,当Mn⁴⁺离子的掺杂浓度为x=0.02,煅烧温度 为1200 ℃时发光效率最高, 内量子效率达到46.85%。所制荧光粉的色坐标为(0.716,0.284),且发射谱与叶绿素在红 光区的吸收峰十分吻合,因而Sr₄Al₁₄O₂₅:Mn⁴⁺可用作白光LEDs和植 物成长的LEDs红粉。     

橙色荧光粉K3AlF6:Eu3+的发光性能研究

实验分两步合成了K₃AlF₆:Eu³⁺系列荧 光粉,样品通过X射线衍射(XRD)、SEM和荧光光谱(PL)进行分析。详细研究了Eu³⁺掺 杂量对K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉发光强度的影响。XRD和SEM检测表明 K₃AlF₆:Eu³⁺为一纯相,结晶良好,晶体尺寸均匀。但掺杂后晶胞参 数发生了变化,说明Eu³⁺已经进入晶格中。根据离子电负性标度,Eu³⁺(1.433)与Al³⁺(1.513)电负性相近,Eu³⁺会优先取代Al³⁺。而Al 3+ 在K₃AlF₆晶体中处于对称中心位置,Eu³⁺取代Al³⁺后,使 5D₀－⁷F₁磁偶跃 迁发光增强。当Eu³⁺掺杂量为0.24%时,使用 近紫外393 nm激发样 品,在可见光区593 nm处发射最强橙色荧光,属于5D ₀－ ⁷F₁磁偶跃迁。K₃AlF₆:Eu³⁺荧光粉在白光发光领域具有一定 的研究意义。     

CaSi2O2N2:Ce3+/Eu2+荧光粉的发光性能研究

采用高温固相反应法制备了CaSi₂O₂N₂:C e³⁺/Eu ²⁺荧光粉,研究了分别掺杂Ce³⁺、Eu²⁺及Ce³⁺/Eu²⁺共掺 杂时荧光粉 的发光特性。CaSi₂O₂N₂:Ce³⁺在333 nm激发下得到宽波段的发射谱,发射峰 位于395nm,随着Ce³⁺浓度的增大,发 射波长出现明显的红移,猝灭浓度为1mol%。CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺在397nm激发下得到峰值位于540nm处的宽波段发射谱, 猝灭浓度为1mol%。对于Ca0.99－2xSi₂O₂N₂:xCe ³⁺,xLi⁺,0.01Eu²⁺荧光粉,在333nm激发下,位于395nm处的发射峰十分微 弱,在540nm处有宽带发射,随着Ce³⁺浓度增大,位于540nm处的Eu²⁺的特征 发射显著增强。对于Ca0.98－ySi₂O₂N₂: 0.01Ce³⁺,0.01Li⁺,yEu²⁺荧光粉,在激发光波长 为333nm,Eu²⁺浓度较低时,可以观察到两个发射带,峰值分 别位于395nm及540nm,随着Eu²⁺浓度增加,位于395nm的 发射强度一直减小,而540nm处的发射强度先增加后减小,猝灭浓 度为0.4mol%。证实了Ce³⁺,Eu²⁺之间发生了有效的能 量传递。计算出Ce 3+、Eu²⁺之间能量传递的效率ηT,在Eu²⁺浓 度为 1mol%时ηT趋于饱和,达到97.7%。通过计算,得到Ce3+ 与Eu²⁺之间的能量传递方式为电偶极-电偶极相互作用。     

Eu3+掺杂Na2La2Ti3O10红色荧光粉的光谱性质

采用传统高温固相法制备了不同Eu³⁺浓 度掺杂的Na₂(La1－xEux) ₂Ti₃O10荧光粉,研究了Eu³⁺浓度 对样品结构及发光性质的影响。X射线衍射(XRD)结果表明Eu³⁺掺杂浓度不大于40%的 样品为四方相Na₂La₂Ti₃O10;当 Eu³⁺浓度达到60%时,出现了正交相NaEuTiO₄。对样品进行 激发、发射光谱的 测试发现,样品可被较 宽波段的紫外光有效激发,获得明亮的红橙色光发射,且Na₂La₂Ti₃O₁₀到Eu 3+存在有效的能量传递。利用 Van模型,证实了Eu³⁺间的交换相互作用是引发浓度猝灭的主要原因。利用Auzel模型 ,解释了Eu³⁺发光的自猝 灭行为。测试了样品在不同温度下的发射光谱和时间衰减曲线,确定样品发光产生 温度猝灭的主 要机理是Crossover过程。利用Arrhenius公式对实验数据进行拟合,确定激活能值约为0.26eV,说明Na₂(La1－xEux)₂Ti₃O₁₀荧光粉具有较好的发光热稳定性。     

H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷的烧结及介电性能

采用传统的固相烧结工艺制备了H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷。研究了H3BO3掺杂量对Ba5Nb4O15陶瓷的相成分、微观结构、烧结以及微波介电性能的影响。结果表明:H3BO3掺杂的Ba5Nb4O15陶瓷中,除主晶相Ba5Nb4O15相外,还生成了BaNb2O6和BaB2O4相;H3BO3能够将Ba5Nb4O15陶瓷的烧结温度降低500℃左右,同时没有显著损害该陶瓷的微波介电性能;当H3BO3掺杂量为质量分数1%时,900℃烧结的Ba5Nb4O15陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=38.8,Q×f=48 446 GHz,τf=37.0×10–6/℃。