稀土离子掺杂硼酸钙发光材料的合成与光谱性质

以硼砂和氯化钙为原料,主要采用化学共沉淀法成功合成了稀土离子Eu3+、Tb3+掺杂的硼酸钙发光材料。通过X射线衍射、荧光光谱对样品物相和发光性能进行了表征。探究了不同的实验条件(即不同煅烧温度、稀土离子浓度)对其发光性能的影响,样品的激发光谱表明,在800℃时,CaB2O4∶Tb3+的发光能力最强;掺杂稀土Tb3+离子的发光材料在5%时发光性能最强。在221nm紫外光激发下,样品在612nm和543nm处有Eu3+和Tb3+离子明显的特征发射峰,而且掺杂Eu3+离子的发光材料的发光性能随着Eu3+浓度的增加而增强。     

Eu^3＋掺杂浓度对LaInO3∶Eu^3＋红色荧光粉发光性能影响及自身猝灭机理研究

采用高温固相反应法合成了新型LaInO3∶Eu3＋红色荧光粉。晶体物相和发光性能分别用XRD、荧光分度计进行表征。XRD图谱表明在1150℃制备了纯相的LaInO3∶Eu3＋荧光粉。该荧光粉能够被394nm近紫外光和464nm蓝光有效激发,其最强发射峰位于610nm处,对应于Eu3＋离子的5 D0→7F2的特征发射。改变Eu3＋离子掺杂浓度,发射峰形状和位置基本不变,发射强度在Eu3＋离子浓度超过20%（摩尔分数）时剧烈下降,出现了浓度猝灭效应。Eu3＋位于610nm的发射自身猝灭机理是电四极-电四极的相互作用。研究结果显示LaInO3∶Eu3＋是一种有潜力的用于制造白光LED的红色荧光粉。     

Sol-Gel法和微波法合成亚纳米级 Zn2SiO4:Mn2+高效绿色荧光体

采用Sol-Gel法和微波法合成了亚纳米级Zn2SiO4:Mn2+高效绿色光致发光荧光体,考察了Mn2+单掺的荧光体的发光行为及掺杂浓度对产物发光性质的影响. 微波条件下合成的荧光体,有两个激发峰和一个发射峰分别恒定于214、249和522nm , 即它们均不随掺杂离子浓度不同而改变. SEM表明Zn2SiO4:Mn2+粒度为150350nm的不规则的球形.     

Mg2+或Zn2+掺杂的Ca(WO4)1-x (MoO4)x∶ Eu3+ 荧光粉的制备及发光性能研究

以三氧化钨(WO_3)、三氧化钼(MoO_3)、碳酸钙(CaCO_3)和三氧化二铕(Eu2O_3)为原料,通过高温固相法制备了Eu3+激活的钨钼酸钙Ca(WO4)1-x(MoO4)x∶Eu3+红色荧光粉,探究固溶成分变化对材料发光特性的影响。在Eu3+和Li+摩尔分数均为10%条件下,钨酸根离子(WO24-)被不同摩尔分数的钼酸根离子(MoO24-)替换,Ca2+被不同摩尔分数的Mg2+和Zn2+替换。通过X射线衍射仪对样品进行结构分析,通过激发光谱和发射光谱对所制样品的发光性能进行研究。结果表明:当焙烧温度为800℃,(MoO4)2-摩尔分数为25%,Li+和Eu3+摩尔分数均为10%,Mg2+摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度最好,其激发峰位于～352nm处,发射峰在～612nm处; Zn2+摩尔分数为3%时,荧光粉发光强度最好,其激发峰位于～294nm处,发射峰在～612nm处。     

Ce3+、Mn2+掺杂Zn3（BO3）2的制备及其发光性能

采用共沉淀法在700℃和较短的烧结时间下制备了Zn3(BO3)2和不同浓度的Ce3+、Mn2+离子掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶粉末,对合成产物的发光性质及发光机理进行了研究。利用荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪以及透射电镜对其光学性能和纳米晶形貌进行了表征。结果表明Ce3+离子掺杂的Zn3(BO3)2样品在340～400nm之间有强的荧光发射,其最高发射峰峰位为365nm,在Ce3+掺量为0.5%(摩尔分数,下同)时发光强度达到最高值。Ce3+取代Zn2+离子作为发光中心,Mn2+离子作为激活剂加入,并不影响荧光发射峰的位置,但能够有效增强其发光强度。当Mn2+离子掺量为0.7%(摩尔分数)时,Ce3+、Mn2+共掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶发光强度达到最高值。     

Ce^3+/Yb^3+共掺LiLuF4单晶的紫外和近红外发光研究

采用改进的坩埚下降法成功生长了Ce^3+/Yb^3+离子双掺杂LiLuF4单晶, Ce^3+的初始离子掺杂浓度为0.1mol%,Yb^3+离子浓度从0变化到2.0mol%。在波长291 nm激发时观察到Yb^3+在1020 nm(2F5/2→2F7/2)附近的强近红外发射以及Ce^3+在300~350 nm(5d→4f)的紫外发射。通过吸收光谱、荧光光谱研究了Yb^3+离子掺杂浓度对Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶光谱性质的影响及Ce^3+到Yb^3+离子的能量转移机理。通过变温光谱的研究发现,当环境温度从298 K增加到443K时,其荧光发射强度不断降低。Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶发光波长主要位于紫外和近红外,这种独特的发光属性可望用于防伪技术和公共安全事务中。     

Bi2O3-SiO2玻璃及玻璃陶瓷近红外发光性能的研究

采用高温熔融法制备了Bi₂O₃-SiO₂玻璃及玻璃陶瓷, 测试了样品的近红外光区及可见光区的发射谱、激发谱及荧光寿命。在808 nm波长光的激发下, Bi₂O₃-SiO₂玻璃及玻璃陶瓷中均发现了近红外发光。当Bi₂O₃含量较低时(30mol%、40mol%、50mol%), 发光中心位于1336 nm(或1300 nm), 为宽带发光; 随Bi₂O₃含量的增加, 1070 nm左右出现了窄带近红外发光峰, 且逐渐成为最强发光峰, 与此同时, 1336 nm(或1300 nm)的宽带发光转变为窄带发光。1336 nm (或1300 nm)与1070 nm发射峰的荧光寿命及激发谱均存在较大的区别, 初步分析认为这两个发射峰归属于不同的发光中心, 1336 nm(或1300 nm)发射峰源于低价态Bi离子。     

稀土离子RE(RE=Pr,Nb,Eu)在Sr2CeO4基质中的发光性质

通过燃烧法合成了Sr2CeO4:RE材料,研究了Sr2CeO4材料的结晶过程和发光性质及Pr3+,Nd3+和Eu3+稀土离子在Sr2CeO4基质中的发光性能.实验通过燃烧法制得的前驱体在1200℃焙烧2 h可得均一的Sr2CeO4相,较传统方法的合成时间大为降低.稀土离子Pr3+,Nd3+和Eu3+的在基质中的少量掺杂(0.02%)均可使Sr2CeO4在475 nm左右的特征发射谱峰明显变宽增强,且Eu3+离子的掺杂可使材料在510 nm,540nm,610 nm左右产生多个明显的稀土离子的特征发射峰.实验合成的发光材料具有良好的发光性能,证明Sr2CeO4材料可作为一种优良的发光材料的基质使用,为寻找新型的发光材料提供了一条新的途径.     

发光二极管用荧光材料Sr2CeO4:Sm3+的合成及其发光特性

以具有一维结构的Sr2CeO4化合物为研究对象、Sm3 作为发光中心,探索了其作为LED用荧光材料的可能性.用高温固相法于1200℃、6h合成了Sr2CeO4:Sm3 系列单相粉末样品,并研究了其发光性质.结果表明,在365nm激发下,从荧光光谱中可以看出存在从基质向稀土离子的能量转移.通过调节荧光材料Sr2CeO4:Sm3 中稀土离子Sm3 的掺杂浓度,可以调谐发光体的发光颜色,当Sm3 离子浓度较小(<3%)时,体系发出很强的白光;当Sm3 离子浓度较大(3%～15%)时,体系发出红光.测量了荧光材料的色坐标,发现Sr2CeO4:1%Sm3 的色坐标是(0.334,0.320),接近于纯白色(0.33,0.33),可以作为一种新型的UV-LED用单一白色荧光材料.     

ZnAl_2O_4:Mn纳米晶的红-绿发光

利用溶胶-凝胶法制备了掺杂1.5%锰离子的ZnAl2O4晶体,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱仪对样品的结构和光致发光(PL)性能进行测试分析。结果表明,随着烧结温度的升高,晶体的X射线衍射峰逐渐增强,晶体结构得以改善。当受到427nm的激光源激发时,晶体会发射出峰值为512nm的绿光和680nm的红光。绿光是由Mn2+的4 T1→6 A1跃迁引起的,而红光是源于4价锰离子。在还原气氛下,烧结温度由600℃上升到900℃时,红光发射峰强度降低并继而消失,而绿光发射峰的强度逐渐增强。     

光转换剂/Sr_4Al_(14)O_(25)红色荧光粉的制备与表征

采用硅烷偶联剂将一种氧蒽结构的光转换剂结合到Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉表面,铝酸锶能够储存光能并发出蓝绿光,光转换剂将铝酸锶发出的蓝绿光转换成红光,因此得到光转换剂/铝酸锶红色发光材料。利用扫描电镜、分光光度计、余辉亮度仪和辐射光谱分析仪对红色荧光粉的形貌和发光性能进行了分析与表征。结果表明:光转换剂成功地结合在Sr_4Al_(14)O_(25)的表面,当光转换剂浓度为5%,硅烷偶联剂浓度为1.25%时,红色荧光粉有301、350和539nm 3个激发峰,主发射峰位于601nm,此时所制样品的初始余辉为0.7084cd/m~2,色坐标为(0.5925,0.3605),色纯度为0.9095;探究了光转换剂和偶联剂浓度对样品发光性能的影响,当光转换剂浓度为5%,硅烷偶联剂浓度为1.25%时,样品既能保证较高的色纯度也具有优异的余辉性能。     

白光LED用新型红色荧光粉Sr5（BO3）3Cl:Eu3+的制备与发光特性

采用高温固相法合成了Sr5(BO3)3Cl:Eu3+新型红色发光材料,并对其结构和发光特性进行了研究。X射线衍射测试表明合成材料为纯相Sr5(BO3)3Cl晶体。材料的主发射峰位于587,596,613nm和626nm,对应Eu3+的5 D0→7F1,7F2辐射跃迁。监测626nm发射峰,激发光谱主峰位于392nm,可被InGaN管芯有效激发。通过时间分辨光谱测得Eu3+离子5 D0能级的荧光寿命约为2.28ms。研究了Eu3+离子掺杂浓度对Sr5(BO3)3Cl:Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为16%(摩尔分数)。计算了Eu3+离子浓度猝灭的临界距离为1.46nm。测量了不同Eu3+浓度样品的色坐标,均位于色品图红光区,符合NTSC标准。     

Mn2+掺杂Ba2LuF7纳米晶的制备以及发光颜色调控

通过水热法合成了Yb和Tm共掺的Ba2LuF7纳米晶。合成出的样品用透射电镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)进行了表征。在980nm激光下测试了样品的发射光谱。结果表明纳米晶属于立方晶相,大小只有10~20nm。适当的稀土离子掺杂,可使样品发出较强的绿光和红光。通过在纳米晶中掺杂锰离子(Mn2+),可以调控绿光和红光的强度。此外锰离子(Mn2+)掺杂也会影响纳米晶的晶相和尺寸。当加入的Mn2+浓度较高时,会出现新的晶相,样品的形貌和尺寸也有显著的变化。     

绿色长余辉发光材料MgGa2O4:Mn2+的制备及性能研究

采用高温固相法合成了MgGa₂O₄:xMn²⁺(x=0.5%,1%,3%,5%)系列绿色长余辉发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发光光谱、余辉光谱、热释光谱等表征手段对其长余辉发光性能进行了研究。样品的发射光谱的结果表明,Mn²⁺在509 nm处的特征发射峰,对应Mn²⁺离子的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)电子跃迁,随着Mn²⁺掺杂浓度的增加,其发光强度先增强后减弱,掺杂浓度为3%时样品具有最好的发光性能;掺杂浓度为1%时其余辉强度最强,余辉时间可以持续1h以上;热释光谱在342 K附近出现一个宽峰,这表明样品存在大量的陷阱,这有利于捕获被激发的电子,形成长余辉发光。     

退火对Cr3+离子掺杂Al2O3薄膜的结构及发光性能影响

用脉冲激光沉积技术在Si(100)基底上制备了纯Al2O3、掺杂浓度为0.3%、1%(质量分数)的Cr3+∶Al2O3薄膜。制备态的薄膜为立方γ-Al2O3结构,经800℃真空条件下退火1h样品的结晶度有所提高,呈现α-Al2O3相与γ-Al2O3相的衍射峰。薄膜基本保持了靶材中原有各元素成分比例,平均粒径为250nm,形貌为条形。与Al2O3粉体相比,制备态薄膜在386nm处的发光峰强度明显提高。这可归因于薄膜中氧空位的增加使双氧空位吸收电子所产生的F2+色心浓度提高。薄膜经真空退火后在332、398nm附近的发光峰强度明显增强,这是由于薄膜中氧空位的增加提高了F+、F色心浓度。与此同时,制备态薄膜在386nm附近发光峰经退火后由386nm蓝移至381nm,可归因于退火后制备态薄膜的内应力得到了释放。1%(质量分数)Cr3+掺杂薄膜在646、694nm出现Cr3+离子由4 T2能级跃迁至4 A2能级及由E-能级跃迁至4 A2能级产生的荧光发光峰。     

陶瓷膜分散法制备花瓣状碱式碳酸锌

将陶瓷膜与直接沉淀法相结合构成膜反应器,在室温条件下快速制备出三维花瓣状纳米结构碱式碳酸锌粉体.考察了陶瓷膜孔径、膜分散速率以及沉淀反应条件等对碱式碳酸锌粉体形貌的影响,采用XRD、SEM、BET、粒径分析仪等对粉体进行表征.结果表明,随着膜孔径和膜分散速率的减小,粉体粒径减小;粉体粒径随搅拌速率增大,先减小后增大.反应物摩尔配比R(MNH4HCO3/Mzn(CH3COO)2)及乙酸锌的初始浓度对粉体形状影响显著,当R由8变化到2时,粉体结构由块状变为条状,再到微球状;当乙酸锌浓度由0.25 mol/L增大到1.0 mol/L时,粉体结构由片平向哑铃状再到花辩状转变.三维花瓣状结构的碱式碳酸锌粉体粒径约3μm,由厚度约20 nm纳米片组装而成,比表面积达到61.62m2/g.     

ZnS:Mn荧光粉的溶剂热法制备及其发光性能

采用溶剂热法合成了ZnS∶Mn荧光粉,讨论了锰掺杂量对硫化锌发光性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和荧光分光光度计(PL)对合成的ZnS∶Mn荧光粉的结构和光学性能进行了表征。结果表明:ZnS∶Mn荧光粉的平均粒径为13.5nm,在波长340nm~200nm处有强吸收,Mn离子浓度在所研究范围内,锰掺杂量对硫化锌的晶型、结晶度、粒径无影响,但对其能级结构影响显著,且随着Mn离子掺杂量的增加,发光强度先增加后减小,掺杂量为5%时达到最大值。     

纳米CdS/聚(苯胺-邻氨基苯甲酸)复合薄膜的荧光性能研究

以聚(苯胺-邻氨基苯甲酸)(PAOAA)为基体,采用原位生成法制备的纳米CdS/PAOAA复合薄膜中,纳米CdS粒子大小均匀,粒径分布窄.对其荧光分析表明,纳米CdS/PAOAA复合薄膜的发光由CdS纳米粒子和PAOAA共同作用产生,在430nm和520nm附近出现了两大发光峰;硫化时间为5h的薄膜表现出的CdS的荧光特征峰与硫化3h的相比,有所增强,而PAOAA的荧光特征峰减弱.     

Eu2+离子在Sr2Al6O11基磷光体中发光行为的研究

研究了不同Eu掺杂浓度对Sr2Al6O11基磷光体发光性能的影响。结果发现，当Eu掺杂浓度低于0.01mol时，在其发射光谱中存在403和493nm的主发射峰，对应着Sr2Al6O11基质中Sr的两种不同位置Sr1和Sr2位。随着Eu掺杂浓度增加，由于能量传递作用，导致403nm的发射峰消失，493nm的发射峰增强。余辉衰减曲线表明，未掺杂Dy的磷光体没有余辉性能，当Eu掺杂量在0.01mol时，余辉性能最好，进一步提高Eu的掺杂量，由于浓度猝灭作用，导致发光性能下降。     

白光LED用新型红色荧光粉Sr5(B03)3Cl:Eu3+的制备与发光特性EI北大核心CSCD

采用高温固相法合成了Sr5 (BO3)3Cl:Eu3+新型红色发光材料,并对其结构和发光特性进行了研究.X射线衍射测试表明合成材料为纯相Sr5 (BO3)3Cl晶体.材料的主发射峰位于587,596,613nm和626nm,对应Eu3+的5 D0 →7F1,7F2辐射跃迁.监测626nm发射峰,激发光谱主峰位于392nm,可被InGaN管芯有效激发.通过时间分辨光谱测得Eu3+离子5 D0能级的荧光寿命约为2.28ms.研究了Eu3+离子掺杂浓度对Sr5(BO3)3Cl:Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为16％(摩尔分数).计算了Eu3+离子浓度猝灭的临界距离为1.46nm.测量了不同Eu3+浓度样品的色坐标,均位于色品图红光区,符合NTSC标准.