Yb~(3+)共掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料的制备与性能研究

通过高温固相法制备了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料。采用XRD、SEM、激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的微观结构以及光学性能进行了表征,研究结果表明Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)长余辉发光材料的晶体结构和显微结构均未发生明显变化。Yb~(3+)的引入使得Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)显示出更优良的荧光性能和余辉性能,不同Yb~(3+)掺量对长余辉发光材料的陷阱深度和电子传输速率有显著影响。实验表明,当Yb~(3+)掺杂量为0.03时,Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+),Yb~(3+)的荧光光谱相对强度最强,且表现出最佳的余辉衰减性能。     

Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)-转换剂红色光夜光材料的制备及表征

将具有氧蒽结构的光转换剂加入Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,可以使夜光纤维的发射光谱红移,发出红色光。采用两种不同的偶联剂对发光材料和光转换剂进行偶联,制备一种能够发出红光的发光材料。借助荧光分光光度计、长余辉荧光测试仪检测红光发光性能,比较光转换剂对发光材料的包覆效果,以提高发光材料向光转换剂的能量传递效率,为开发新型的、发光性能较好的红色夜光纤维提供一定的理论依据。     

微波辐射法合成Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料及性能研究

以Gd_2O_3、Eu_2O_3和NH_4HSO_4为原料,采用微波辐射法合成了Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料。并用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对所得发光材料的物相、形貌和发光性能进行了表征。结果表明,微波辐射30 min可以合成纯相Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料,晶体结构为正交晶系,与Gd_2O_2SO_4结构相同;其形貌不规则,存在团聚现象;Gd_2O_2SO_4∶Eu~(3+)发光材料呈红光发射,发射光谱由一系列铕离子的~5D_0→~7F_j(j=0,1,2,3,4)能级跃迁的尖峰组成,激发光谱主要由处于200 nm～350 nm的宽激发带和位于397 nm和466 nm的窄激发带组成。     

Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧还原法在1100℃,p H 3~4的条件下制取了Eu~(2+)掺杂铝硅酸锶发光材料,通过TG-DTA、XRD和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构和发光性能,并对Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,样品干凝胶的分解可以分为熔化、有机物的分解及Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)晶相的生成三个阶段,1100℃所有反应完全;Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料属于正方晶系晶体结构,其激发光谱是位于峰值344 nm~350nm的宽带谱,发射光谱峰值位于455 nm,最大发射光谱强度为7500 mcd;Eu2+掺杂浓度对其发光性能影响较大,在实验条件下掺杂摩尔浓度为0.04时激发光谱和发射光谱强度均达到最大。     

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。     

Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)发光材料的制备及性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法合成Sr_(2-x-y)Ca_xMg_yAl_2SiO_7∶Eu~(2+)稀土长余辉发光材料,通过TG-DTA、XRD、SEM和荧光光谱分析等方法,研究了材料的结构、颗粒形貌和发光性能,并对Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)不同掺杂浓度下的发光性能进行了对比研究。结果表明,适量掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)、Eu~(2+)后,基质的晶格结构并未发生变化,为Sr_2Al_2SiO_7晶粒,粒径在1 um~4 um,其激发光谱是位于峰值340 nm~360 nm的宽带谱,发射光谱峰值位于460 nm~480 nm。掺杂Ca~(2+)、Mg~(2+)后发光强度得到提高,镁元素的掺杂可引起发射波长向长波方向移动,而钙元素掺杂可引起发光强度的增大。影响材料发光性能的主要因素是钙,其次是铕,在实验条件下当Ca~(2+)的掺杂量为0.2,Mg~(2+)的掺杂量为0.1,Eu~(2+)的掺杂量为0.04时发光强度为最大,其发射光谱峰值位于469 nm处,最大发射光谱强度达到了8500。     

Energy transfer,superior thermal stability and multi-color emitting properties of langbeinite-type solid-solution phosphor K_2Dy_(1.5-x)Eu_xTa_(0.5)(PO_4)_3

Langbeinite type compounds are a large kind of oxometallate with good flexibility structure.Herein,we synthesized a new langbeinite type compound K_2 Dy_(1.5)Ta_(0.5)(PO_4)_3,in which the Dy~(3+) and Ta~(5+) were blended to occupy the same crystallographic sites.Simultaneously,solid solutions of K_2 Dy_(1.5)_(-x)Eu_xTa_(0.5)(PO_4)_3(x=0-1.5) were prepared and their photoluminescence properties were investigated.Due to energy transfer from Dy~(3+) to Eu~(3+),both Dy~(3+) and Eu~(3+) characteristic emissions are observed under 393 nm light excitation.The emitting color of K_2 Dy_(1.5-x)Eu_xTa_(0.5)(PO_4)_3 turns from green through yellow to red by simply adjusting the Eu~(3+) concentration from 0 to 0.4.Moreover,K_2 Dy_(1.48)Eu_(0.02)Ta_(0.5)(PO_4)_3 phosphor possesses excellent fluorescence thermal stability and exhibits zero thermal quenching at 150 ℃.These results manifest that K_2 Dy_(1.5-x)Eu_xTa_(0.5)(PO_4)_3 solutions are promising multi-color emitting phosphors candidate for near-UV LED.     

Superhydrophobic and luminescent cotton fabrics prepared by dip-coating of APTMS modified SrAl-_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) particles in the presence of SU8 and fluorinated alkyl silane

An organic-inorganic composite dip-coating method was adopted in order to obtain ideal water repellent cotton fabrics. To be specific, a dual-functional coating with both superhydrophobic and luminescent properties was prepared on cotton fabric by using a dip-coating solution comprising(3-aminopropyl) trimethoxysilane(APTMS) modified SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) particles, SU8, and fluorinated alkyl silane(FAS). The micro/nano-scale roughness generated by SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+) particles, together with low-surface-energy FAS, rendered the cotton fabric superhydrophobic with a water contact angle of about 160° and a sliding angle as small as 2°. The coated fabric could withstand at least 100 cycles of standard laundry. The emission spectra of the coated fabric showed two emission peaks at 440 and 520 nm, which belonged to the blue and yellow-green color areas, respectively. The afterglow duration of the coated fabric was mainly influenced by the different depths of the trap levels in the SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+).     

Eu~(2+)- Mn~(2+)共掺T相硅酸盐荧光粉的制备与发光性能

荧光粉是新一代照明器件的重要组成部分, T相碱土金属硅酸盐荧光粉具有独特的晶体结构,表现出优良的抗发光热猝灭性能。将Mn~(2+)引入具有青绿色发光的(Ba_(0.7)Ca_(0.29)Eu_(0.01))_2SiO_4荧光粉,通过Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递可以实现Mn~(2+)的红光发射。通过高温固相反应法制备了具有不同Mn含量的T相碱土金属硅酸盐荧光粉(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4。X射线衍射(XRD)图谱表明,所合成的样品都为纯相,晶格常数随Mn~(2+)含量增多而减小。通过稳态荧光发射光谱、激发光谱和荧光衰减曲线研究Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递过程,确认其机制为电多极作用,临界距离为3.433 nm。T相(Ba_(0.7)Ca_(0.29-z)Eu_(0.01)Mn_z)_2SiO_4荧光粉在200℃时的发光强度仍可保持室温时的67%～80%,抗发光热猝灭性能优异。通过改变Mn的含量,可以调控Eu~(2+)的蓝光峰与Mn~(2+)的红光峰之间的相对比例,从而实现从冷白光到暖白光的单一基质白光发射。     

掺杂Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料发光性能的影响

本文采用溶胶-凝胶法制备了Sr_(2-x-y)Ca_yAl_2SiO_7:xEu~(2+)(y=0,0.1,0.2,0.3,x=0.04)荧光粉,系统地研究了Ca~(2+)对Sr_2Al_2SiO_7:Eu~(2+)长余辉材料的微观结构和发光性能的影响,以及产生这些影响的机理。通过XRD与SEM分析,发现荧光粉为Sr_2Al_2SiO_7结构且为四方晶系,粒度在70 nm左右。对荧光粉的激发和发射光谱进行了测试,结果表明掺杂Ca~(2+)会使发射峰位置微弱蓝移并当浓度超过0.2%(摩尔分数,下同)后,出现浓度猝灭现象。采用三指数函数模型对余辉衰减曲线进行拟合,发现掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时光子的最大寿命为109 s大于未掺杂Ca~(2+)时的106 s。通过热释光谱测量,估算了其陷阱的深度和密度。分析表明,掺杂Ca~(2+)浓度为0.2%时荧光粉具有较佳的陷阱深度(0.77 eV)与陷阱密度(3.86×10~4(cm~3)~(-1)),表现出优良的余辉性能。     

不同反应条件对焦磷酸锶:铕(Ⅱ)磷光体发光性能的影响及其机制

焦磷酸锶:铕(Ⅱ)由于具有与重氮感光体光敏区相匹配的发射光谱,近二十年来被广泛用作重氮复印灯用荧光粉。Wanmakev et al和Logas对它的发光性质作了初步的研究,Gremer等确定了Sr_2P_2O_7的结构。焦磷酸锶:铕(Ⅱ)通常是以SrHPO_4、(NH_4)_2HPO4、Eu_2O_3为原料,干法混合后,经高温灼烧制成。文献报导了将H_3PO_4加入含Eu_2O_3的SrCO_3,经复分解反应得含Eu~(3+)的SrHPO_4,再经还原性气氛高温灼烧成Sr_(2-x)P_2O_7∶XEu(Ⅱ)的合成方法。     

Eu~(2+)和Mn~(2+)激活的碱土金属铝酸盐的阴极射线发光

本文研究了不同Eu~(2+)浓度激活的Sr_4Al_(14)O_(25),BaMg_2Al_(16)O_(27)和BaMgAl_(10)O_(17)铝酸盐的阴极射线发光性质,并与其光致发光性质进行比较。BaMg_2Al_(26)O_(27):Eu~(2+)中掺入Mn~(2+)后可得到发射带半宽度只有27nm的绿色荧光粉。     

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。     

Na_2WO_4:Eu~(3+),Tb~(3+)光致发光材料的发光性质和能量传递

利用溶胶-凝胶法,将激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)以单一或混合的形式掺入体系得到了光致发光材料.分别研究了材料中激活离子Eu~(3+)和Tb~(3+)的含量及其离子之间的能量传递关系.主要利用材料的三维荧光光谱,激发光谱和发射光谱对其的发光性质进行了分析;结果发现,材料中有两个发光中心,分别为Eu~(3+)和Tb~(3+),在不同的波长光的激发下得到的材料的红绿色发光强度不同,而且Eu~(3+)和Tb~(3+)的掺杂浓度比对发光色度影响很大.所以可以根据选择最适合的Eu~(3+)和Tb~(3+)的浓度比来控制材料的发光色,也可以通过不同的激发波长对材料的色度进行微调.     

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。     

Green and red phosphor for LED backlight in wide color gamut LCD

Wide color gamut(WCG) backlight for liquid crystal display(LCD) utilizing white light-emitting diodes(LED) has attracted considerable attention for their high efficiency and color reduction.In this review,recent developments in crystal structure,luminescence and applications of phosphors for wide color gamut LED backlight are introduced.As novel red phosphors,Mn~(4+)activate fluoride and aluminate phosphors are advanced in quantum efficiency,thermal quenching and color saturation for their characteristic spectrum with broad excitation band and linear emission.The crystal structure and fluorescence properties of Mn~(4+)doped fluosilicate,fluorogermanate,fluotitanate,as well as Sr_4 Al_(14)O_(25),CaAl_(12)O_(19) and BaMgAl_(10)O_(17) phosphors are discussed in detail.A serial of narrow-band red-emitting Eu~(2+),Eu~(3+)and Pr~(3+)-doped nitride silicates and molybdate phosphors are also introduced.Rare-earth-doped oxynitride and silicate green-emitting phosphors have attracted more and more attention because of the wide excitation,narrow emission,high quenching temperature,high quantum efficiency,such as β-sialon:Eu~(2+),Ba_3Si_6O_(12)N_2:Eu~(2+),MSi_2O_2N_2:Eu~(2+)(M=Ca,Sr,Ba),y-AlON:Mn~(2+)and Ca_3Sc_2Si_3O_(12):Ce~(3+).All above phosphors demonstrate their adaptability in wide color gamut LCD display.Especially for Mn~(4+)doped fluosilicate red phosphor and β-sialon:Eu~(2+)green phosphor.To achieve an ultra-high color gamut in white LED backlight and against the OLED,innovative narrow-band-emission red and green phosphor materials with independent intellectual property rights are continuously pursed.     

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)。     

Eu~(3+)掺杂In_2O_3纳米纤维的制备及其发光性能研究

利用静电纺丝和高温煅烧相结合的方法制备了一维Eu~(3+)掺杂In_2O_3无机纳米纤维,并对其发光性能和发光机理进行研究。借助SEM、TG、XRD和EDX对样品的形貌、热分解、晶相和成分进行分析,利用荧光分光光度计测试了样品在室温下的光致发光性能。结果显示,静电纺Eu~(3+)掺杂前驱体纤维成型良好,经700℃煅烧5 h制备的In_2O_3∶Eu~(3+)纳米纤维仍保持纤维状形貌,但纤维直径与前驱体纤维相比明显减小;样品XRD衍射峰均与立方铁锰矿型In2O3的衍射峰一致,没有出现Eu_2O_3的衍射峰,样品EDX能谱分析表明煅烧后样品中含有In、O、Eu元素,且Eu含量与实际掺杂浓度接近。样品的室温发射光谱显示,经290 nm光激发后,在597 nm、612 nm和629 nm处出现Eu3+的发射峰,其中612 nm处的发射峰强度最大。     

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.     

氧离子浓度对CaAlSiN_3:Eu~(2+)荧光材料温度特性的影响

采用高温固相法合成了氮化物荧光材料CaAlSiN_3:Eu~(2+),研究了不同氧含量时CaAlSiN_3:Eu~(2+)发光性能的变化。当氧含量为2.5%时,得到了最高的发光强度和最佳的温度猝灭性能。从CaAlSiN_3:Eu~(2+)结晶性能以及CaAlSiN_3基质能带结构的变化等方面分析了氧离子浓度变化引起CaAlSiN_3:Eu~(2+)发光性能改变的原因。