(Ca,Zn)O-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)的合成和光致发光的研究

用固态反应合成了(Ca,Zn)0-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光体。通过激发光谱和发光光谱的测试,探索了合成条件和基质组成对发光性能的影响。得到了发光体最佳组成为(0.75Ca,0.25Zn)O-0.05Al_2O_3-1.5SiO_2:0.02Eu~(3+),0.03Bi~(3+),最佳烧成温度为1100℃。实验结果表明,在这种基质中 Bi~(3+)对 Eu~(3+)有较好的敏化作用,可以提高 Eu~(3+)的发光强度。     

近紫外白光LED用Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)高效红色荧光粉的制备与发光性能

采用传统高温固相法在较低温度下制备Eu~(3+)/Bi~(3+)共掺杂Ba_3YB_3O_9红色荧光粉,利用XRD仪和荧光光谱仪对样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)的晶体结构和发光性质进行了表征。XRD结果表明,Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)为纯相晶体。激发和发射光谱表明,样品可以被近紫外350～420 nm波段激发,最强激发峰位于393 nm,发射光谱呈现出Eu~(3+)的特征峰,谱带峰值位置在593 nm、613 nm,分别对应~5D_0-~7F_1、~5D_0-~7F_2特征跃迁。最强发射对应的掺杂浓度是0.12 mol。Ba_3Y_(0.87)B_3O_9∶0.12Eu~(3+),0.01Bi~(3+)的CIE坐标为(0.643,0.356)时最接近标准红色坐标,获得极佳的演色性。样品Ba_3Y_(1-x-y)B_3O_9∶xEu~(3+),yBi~(3+)可以用作近紫外激发三基色白光LED的红色荧光粉。     

CaSiO_3∶Eu,Bi 发光体的合成、结构和性能研究

用高温固相反应合成了 CaSiO_3∶Bi,CaSiO_3∶Eu 和 CaSiO_3∶Eu,Bi 发光体。通过 X 射线粉末衍射、红外光谱、激发光谱和发射光谱等方法,研究了发光体的晶体结构、化学成键性和发光特性。CaSiO_3∶Bi 属于单斜晶系,具有硅灰石结构,其中 Bi~(3+)的发光位于近紫外区的353nm。在 CaSiO_3∶Eu,Bi 中,Bi~(3+)对 Eu~(3+)有较强的敏化作用,适当增加 Bi~(3+)的含量,可提高 Eu~(3+)发射的强度比(R=I_(5D_0-~7F_1))/(I_(5D_0-~7F_2))增加 Eu~(3+)的含量可增强 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的敏化效果。     

凝胶法制备 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+).Bi~(3+)发光材料的研究

利用凝胶方法在较低温度下合成了 CaO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)发光材料,通过实验确定了最佳化学组成及最佳合成条件。并用 X-射线粉末衍射图推测了结构。通过激发光谱及发光光谱的测试,研究了此种发光材料的发光性能及 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的敏化作用。     

CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)低温合成及其发光行为

以高纯的 Eu_2O_3,金属 Bi,CaCO_3,Li_2CO_3以及 Si(OC_2H_5)_4(A.R.)为原料,采用溶胶-凝胶法,合成 CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)。合成温度较高温固相反应法低300—400℃。最佳组成为0.89CaO-SiO_2:0.045Eu~(3+),0.01Bi(3+)。利用红外光谱、X 射线粉末衍射谱、热重及差热分析研究了由凝胶向发光晶体的转变过程。通过激发光谱和发光光谱的研究,发现 Bi~(3+)离子向 Eu~(3+)离子的能量转移是十分有效的。     

近紫外白光LED用Ca2-xSiO3Cl2∶xEu3+高效红色荧光粉的发光性能研究

采用传统的高温固相反应法在较低温度下制备红色荧光体Eu~(3+)掺杂的Ca_2SiO3_Cl_2,研究了Ca_(2-x)SiO_3Cl_2∶xEu~(3+)(x=3%～18%)的晶体结构和发光性质。激发和发射光谱表明,样品可以被近紫外350～420nm波段激发,最强激发峰位置位于394nm,发射光谱呈现出Eu~(3+)的特征红色发光,谱带峰值位置在592nm和620nm,分别对应于~(5 )D_0→~7F_1和~(5 )D_0→~7F_2特征跃迁。结果表明:最强发射对应的掺杂浓度是15%(摩尔分数),样品Ca_(1.85)SiO_3Cl_2∶0.15Eu~(3+)荧光粉是一种具有应用潜力的近紫外激发三基色白光LED用红色荧光粉。     

白光LED用GdVO_4:Eu~(3+)红色荧光粉的制备及性能

采用高温固相法制备了GdVO_4:Eu~(3+)红色荧光粉。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光光谱(PL)对样品的物相、形貌及发光性能进行了表征。结果表明:所合成的GdVO_4:Eu~(3+)红色荧光粉为四方晶系,表面为类球形。激发光谱中,位于382 nm、395 nm、418 nm和466 nm的激发峰分别归属于~7F_0→~5L_7、~7F_0→~5L_6、~7F_0→~5D_3及~7F_0→~5D_2跃迁。发射光谱中,位于593 nm、625 nm、654 nm和701 nm的发射峰对应Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1、~5D_0→~7F_2、~5D_0→~7F_3及~5D_0→~7F_4跃迁。当Eu~(3+)掺杂量为7%,800℃煅烧8 h时,GdVO_4:Eu~(3+)红色荧光粉CIE色坐标为(0.6426,0.3530),荧光寿命为0.52 ms,是一种有望用于白光LED的高效红色荧光粉。     

Li_(0.5)MAl_(0.5)SiO_4:Eu,Bi的合成和发光特性(M=Mg,Ca,Sr,Ba)

首次用高温固相反应合成了 Li_(0.5)MAl_(0.5)SiO_4:Eu,Bi(M=Mg,Ca,Sr,Ba)发光体,研究了基质中不同碱土金属离子对 Eu~(3+)和 Bi~(3+)的发光特性以及 Bi~(3+)敏化 Eu~(3+)发光性能和能量传递特点,得到了良好的基质组成和一些规律性结果。用395nm 紫外线激发,M=Mg 时的发光强度比 Y(V,P)O_4:Eu强约60%。Bi~(3+)发光的 Stokes 位移与 M(Ⅱ)的离子半径呈线性关系。     

溶胶-凝胶法合成MgO-SiO_2:Eu~(3+)Bl~(3+)发光体及其发光特性的研究

采用溶胶-凝胶法,利用离子交换树脂法制备的硅溶胶作为硅源,在比传统的高温固相反应法低得多的温度下,首次合成了0.89MgO-2.5SiO_2:0.04Eu~(3+),0.015Bi~(3+)和0.88MgO-2.5SiO_2:0.04Eu~(3+)0.02Bi~(3+)(加入 Li~+作为电荷补偿剂)发光体,并得到了最佳合成条件.利用 X-射线粉末衍射结构分析,确定了发光体的晶体结构.通过激发光谱和发光光谱的测试.研究了发光体在不同激发波长激发下的发光特性以及在激活剂、敏化剂不同掺杂量的情况下的发光行为。讨论了在 MgO-SiO_2基质中 Bi~(3+)对 Eu~(3+)的能量传递和敏化作用。     

Mg(Y,Gd)_4Si_3O_(13)∶Eu,Bi 的溶胶-凝胶法合成、结构和发光性能

采用溶胶-凝胶法首次合成出 MgY_(4-x-y-z)Si_3O_(13)∶Eu_z~(3+),Bi_y~(3+),Gd_x~(3+)系列发光体.其结构与ASTM 卡片记载的 MgY_4Si_3O_(13)的结构相同,属于六方晶系.在每 mol 基质中,Eu~(3+)、Bi~(3+)和 Gd~(3+)的最佳掺杂量分别为0.07,0.025和0.2mol.在发光体由非晶态向晶态的转变过程中,Eu~(3+)的发光强度和所处位置对称性都发生了显著变化.当基质以 Eu~(3+)、Bi~(3+)共掺杂时,Bi~(3+)的兰色发光和 Eu~(3+)的橙红色发光都很强,但 Bi~(3+)向 Eu~(3+)的能量传递效率很低,适量的 Gd~(3+)的加入可增强 Bi~(3+)对Eu~(3+)发光的敏化效果.     

YAl3(BO3)4:Eu3+荧光粉的高温球磨制备和发光性能

以稀土氧化物、硝酸铝和硼酸为原料,用高温球磨法制备红色荧光粉YAl_3(BO_3)_4:Eu~(3+),研究其结构、形貌和发光性能。结果表明,在700℃高温球磨制备YAl_3(BO_3)_4:Eu~(3+)荧光粉,煅烧温度比硝酸盐分解法降低200℃,比高温固相法降低500℃;制备出的荧光粉粒度分布均匀,晶粒近似呈球状,尺寸为纳米级;在394 nm的紫外光激发下YAl_3(BO_3)_4:Eu~(3+)荧光粉具有较好的发光性能,发射光以波长为618 nm的红光(Eu~(3+)离子~5D_0→~7F_2跃迁)为主;Eu~(3+)的最佳掺杂量为15%。     

铕(Ⅲ)激活铌酸钇的发光

在使用Li_2So_4作助熔剂的条件下,由相应的氧化物高温合成了Y_(1-x)Eu_xNbO_4(0≤x≤0.30),研究了各试样的光致发光。254nm紫外光激发下的发射光谱包括两个部分:位于330～480nm的弱发射谱带,相当于NbO_4基团的电荷转移态跃迁发射;在535～720nm之间有5组锐线状发射光谱,分别归属于Eu~(3+)的~5D_1—~7F_j(j=1,2,3)和~5D_o—~7F_j(j=1,2,3,4)跃迁发射,其中主发射峰是位于612.7nm的~5D_o—~7F_2跃迁发射。~5D_o—~7F_2发射的激发光谱包括NbO_4基团电荷转移态的强激发带,和一些Eu~(3+)f—f跃迁弱激发锐线谱。随着Eu~(3+)浓度的增大,两种激发都逐渐增强,这表明光致发光过程中存在着能量由NbO_4→Eu~(3+)的传递。当Eu~(3+)浓度大于0.15mol时发生发光的浓度猝灭。     

SrZn(WO_4)_2∶Eu~(3+)红色荧光粉的合成及性能研究

用共沉淀法制备了适合于近紫外激发的红色荧光粉掺铕钨酸锌锶[SrZn(WO_4)_2∶Eu~(3+)],通过X射线衍射、荧光光谱对样品的结构及发光性能进行了表征。XRD分析表明样品的主衍射峰与标准卡片(JCPDS 08-0490和JCPDS15-0774)的衍射峰基本一致,说明掺杂Eu~(3+)未改变基质晶格结构。在样品的激发光谱中,394nm为主激发峰,属于Eu~(3+)的f-f跃迁吸收。在波长为394nm的紫外激发下,样品发射主峰位于616nm,归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁。当Eu~(3+)掺量为7%(mol,摩尔分数)时,样品的发光强度达到最大。     

夜光纤维用SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂红色发光材料制备及性能研究

采用高温固相法制备光源中心稀土硅酸镁锶发光材料(SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)),通过偶联剂作用将SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)和光转换剂结合在一起。对样品的表面形貌、激发发射光谱、余辉等性能进行表征,研究结果表明,光转换剂在SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料表面均匀分布,有利于光能的吸收。SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂对250~575nm之间的光均具有一定的吸收,且可有效激发SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂。光转换剂会对SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)的发光性能产生一定的影响,SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂的发射光谱分别在470nm和600nm处出现发射峰。随着光转换剂添加量的增加,SrMgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)/光转换剂余辉亮度逐渐降低、余辉时间缩短。     

长余辉材料Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Nd~(3+)的溶胶凝胶法制备及性能研究

首次研究了以Nd~(3+)离子为辅助激活剂,对Eu~(2+)掺杂的发光材料Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)余辉性能的影响.用溶胶凝胶法合成了Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末,并用扫描电镜、X射线衍射计、荧光分光光度计、余辉亮度测试仪、热释光剂量计等手段对粉末样品进行了表征.结果表明,在1350℃得到了单一的Sr_4Al_(14)O_(25)相,粉末颗粒平均粒度在1μm左右.Eu~(2+), Nd~(3+)共掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Nd~(3+)发光粉末有402和485nm两个发射峰,与Eu~(2+)单掺杂的Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+)相比,发射峰位置没有变化,但适量的掺杂可以大大提高余辉时间和余辉亮度,余辉时间可达18h以上.最后通过对热释光谱的分析解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,适宜深度的陷阱可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度.     

溶胶-凝胶法合成BaO-B_2O_3-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)及其发光行为研究

在实验室中,采用溶胶-凝胶法,在900℃的温度下,合成出组成为:0.894BaO-0.03B_2O_3-0.94SiO_2:0.045Eu,~(3+)0.008Bi~(3+)(加入Li~+作为电荷补偿剂)发光体。利用红外光谱、X射线衍射谱、热重及差热分析研究了由凝胶至发光晶体的转变。讨论了在硼硅酸盐基质中.Eu~(3+)和Bi~(3+)的发光行成。     

Ce~(3+)和Y~(3+)掺杂对Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+)荧光粉发光性能的影响

在还原气氛下,采用高温固相法合成了Ca_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Rs~(3+) (R~(3+)=Ce~(3+),Y~(3+))系列荧光粉.结果表明,少量稀土离子的掺入没有改变晶体的物相结构.在Ca_2MgSi_2o_7:Euz~(2+)荧光粉中,Ce~(3+)和y~(3+)的掺入对荧光强度的影响较大,且与掺杂元素、掺杂量相关.当掺杂Ce~(3+)和Y~(3+)的量分别为0.007mol和0.05mol时,所得荧光粉在532nm处的发光强度分别是未掺杂时的127%和117%.结果表明,在Ca_2MgSi_2O_7中Ce~(3+)与Eu~(2+)存在能量传递,Ce~(3+)的加入显著敏化了Eu~(2+)的发光,导致荧光强度的进一步提高;Y~(3+)的掺杂可以使荧光粉的粒径减小,并导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu~(2+)发光,从而使荧光强度进一步提高.     

稀土掺杂荧光材料BaMoO4:Eu3+的制备和发光性能

以钼酸铵、硝酸钡和三氧化二铕为原料,通过化学沉淀法制备稀土掺杂的发红光材料BaMoO_4:Eu~(3+),并用X射线衍射和激发发射光谱对粉体的结构和发光性能进行了表征。结果表明,获得最强发光BaMoO_4:Eu~(3+)粉体的最佳合成条件是:反应溶液的pH值为6、烧结温度为1000℃以及Eu~(3+)掺杂量(mol分数)为8%。BaMoO_4:Eu~(3+)粉可被394 nm的紫外光和465 nm的可见光有效激发,其发射光谱在616 nm处发光强度最大,是以电偶极跃迁~5D_0→~7F_2为主导地位的红光发射。     

利用稀土的光谱和磁性研究化合物的组成、价态与结构

本文介绍了利用 Eu~(3+)的荧光光谱研究化合物的结构;利用 Nd~(3+)的吸收光谱的谱带位移和 Eu~(3+)的荧光光谱的红橙发射强度比(~5D_0→~7F_2)/(~5D_0→~7F_1)和 Dy~(3+)的黄兰比(~4F_(9/2)→~6H_(13/2))/(~4F_(9/2)→~6H_(15/2)),了解Ln—O—M 中 Ln—O 化学键的共价程度以及 M 的电负性对共价程度的关系;利用吸收光谱、荧光光谱和磁化率研究稀土的价态以及利用磁化率研究化合物的组成。文中列举了我们合成的一些化合物作为事例加以说明。     

磁控溅射制备Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜的上转换发光特性

Al_2O_3作为太阳能电池的钝化层,如果掺入稀土元素Er~(3+)通过吸收红外光并将其上转换为可见光被硅吸收,则可以提高太阳能的利用率。本文采用磁控溅射法制备得到厚度为500 nm左右的不同浓度Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜。X射线衍射测试表明薄膜由θ-(Al,Er)_2O_3、Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3相构成。通过波长980nm的激光器激发产生光频上转换,获得了490 nm的绿光和670nm的红光发光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(7/2)→~4I_(15/2)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)的能级跃迁。当Er~(3+)掺杂浓度为0.6%(摩尔比)时,上转换发光强度最强。上转换发光强度受到Al_(10)Er_6O_(24)和ErAlO_3晶体的生成以及Er~(3+)掺杂浓度的影响,并且对红光的影响要大于绿光。Er~(3+)掺杂Al_2O_3薄膜相比粉体材料具有较低的声子态密度,从而抑制了Er~(3+)无辐射跃迁,得到了不同于粉体材料的490nm绿光的发光。