Eu3+对Na3Gd2(BO3)3∶Tb3+发光性能的影响及其能量传递

采用高温固相法制备了Na_3Gd_2(BO_3)_3∶Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉,并对样品的物相组成、微观形貌、发光性能和能量传递进行了分析。结果表明,Na_3Gd_(2-x)(BO_3)_3∶xTb~(3+)荧光粉在紫外和近紫外区域有较强的激发峰,在368nm波长激发下,发射光呈绿色,Tb~(3+)最佳掺杂量为x=0.04。随着在Na_3Gd_(1.96)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+)中掺入Eu~(3+),Tb~(3+)对Eu~(3+)产生了以电偶极-电偶极相互作用为主的能量传递,且传递效率随Eu~(3+)掺杂量的增加而逐渐增大。发射光谱中Tb~(3+)的发射峰强度逐渐减弱,而Eu~(3+)的发射峰强度逐渐增强,导致Na_3Gd_(1.96-y)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+),yEu~(3+)荧光粉发光颜色由绿色向橙色变化。     

水热法合成KGd0.9-xF4∶10% Yb3+, x% Er3+微晶及其上转换发光性能

通过水热合成法制备了KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)微晶,借助X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光分析(PL)对所得样品的晶相结构、形貌和发光性能进行了表征;着重探讨了Er~(3+)掺杂量对样品微观结构及发光性能的影响。XRD结果表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均结晶良好,属于立方晶系,其结晶性随着Er~(3+)含量的增加而增强。SEM表明所有制备的样品均为粒径在0.1~0.3μm范围内的类球形颗粒。荧光光谱显示,在980 nm近红外光激发下,所有样品均出现了位于524 nm和545 nm的绿发射及位于660 nm的红发射,分别对应于Er~(3+)的(2H11/2,4S3/2)→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。色度坐标图表明制备的KGd0.9-xF4∶10%Yb~(3+),x%Er~(3+)系列微晶均发出较纯的绿光。     

蓝光发射荧光粉Ba3P4O13∶Eu2+的发光特性及热稳定性

采用固相法在相对较低的温度(~840℃)下合成了一种可被紫外光激发的蓝光发射荧光粉α-Ba_(3-x)P_4O_(13)∶xEu~(2+),详细研究了其物相、发光特性与荧光热稳定性。在360nm紫外光的激发下,样品的发射光谱由峰位处于~439nm的不对称宽带组成。通过激发与发射光谱、荧光寿命测试及结构分析证实该不对称宽峰是由于Eu~(2+)在Ba_3P_4O_(13)中同时占据多个不同的格位所致。此外,Eu~(2+)在α-Ba_3P_4O_(13)中的最佳掺杂浓度约为x=0.06,其荧光猝灭机理为电偶极矩-电偶极矩相互作用。与商用绿色荧光粉(Ba,Sr)_2SiO_4∶Eu~(2+)相比,该荧光粉具有更好的热稳定性。α-Ba_3P_4O_(13)∶Eu~(2+)荧光粉有望在紫外激发的白光LED领域得到应用。     

微波法合成CaWO4∶Eu3+红色荧光粉及其发光性能的研究

采用微波法合成了四方晶系的CaWO4∶Eu~(3+)红色荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了结构控制剂种类、PEG添加量、Eu~(3+)掺杂浓度、设置温度、反应物浓度等对合成CaWO4∶Eu~(3+)发光材料的发光性能以及形貌的影响。实验结果表明,所合成四方晶系的CaWO4∶Eu~(3+)红色荧光粉在393nm紫外激发下的发射主峰位置在614nm处。当反应条件分别为PEG添加量为1.00g、Eu~(3+)掺杂浓度20%、设置温度为120℃、反应物浓度为0.06mol/L时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的红色。     

Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉,采用XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌及发光性能进行分析。结果表明:合成了正交晶系β′-Gd_2(MoO_4)_3,平均粒径为1μm左右。在254nm紫外光激发下,随着Sm~(3+)和Tb~(3+)掺杂浓度的变化,荧光粉颜色实现了红色→黄色→绿色的颜色可调,同时可观察到Tb~(3+)到Sm~(3+)的有效能量传递和Tb~(3+)的浓度淬灭现象。     

红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+的制备及发光特性

通过高温固相方法合成了红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+,研究了Pr3+掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca3Y2Si3O12。通过分析荧光光谱,发现Ca3Y2Si3O12∶Pr3+硅酸盐荧光粉的有效激发范围可以在430~490nm范围内,并发射红光。在445nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于610nm(3P0→3 H6)和644nm(3P0→3F2),其中610nm处峰值最大。通过改变Pr3+掺杂浓度,发现荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Pr3+掺杂量x(Pr3+)为2.0%,超过最佳掺杂浓度表现为由离子间的相互作用导致的浓度淬灭。该荧光粉色温为2261℃。通过观察助熔剂的助熔效果,发现最佳的助熔剂H3BO3添加量为2.0%。     

Eu3+,Ce4+掺杂NaAlSiO4的制备及发光性能

采用高温固相法在1100℃下合成了Eu~(3+)掺杂NaAlSiO_4和Eu~(3+),Ce~(4+)掺杂NaAlSiO_4发光材料,利用粉晶X射线衍射和荧光光谱仪对合成样品进行了物相表征和发光强度的研究。结果表明,在1100℃,NaAlSiO_4的特征峰最明显,Eu~(3+)掺杂浓度为1.8%时,其发光强度最强。在此基础上,又进行了Ce~(4+)掺杂,并制得NaAlSiO_4∶x%Eu~(3+),y%Ce~(4+)样品。该样品在紫外光激发下同时发射红光和蓝光,其发射峰强度随x∶y掺杂比改变而变化,当y∶x≤0.092时,红光强度高于蓝光强度;当y∶x0.092时,蓝光强度高于红光强度,从而可以改变样品的发光颜色。     

Zn2(OH)3VO3∶Eu3+纳米晶的水热合成及发光性能

以NaVO3、Zn(NO3)2·6H2O为原料,采用水热法合成了铕离子掺杂Zn2(OH)3VO3纳米晶体。运用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、荧光测试仪对纳米晶进行了表征,研究了水乙醇体系不同pH值对产物晶相、微观形貌及荧光性能的影响。在溶剂体系pH值为7~10时,得到片状的Zn2(OH)3VO3,而在pH值为4~6和11~12时得到Zn3(OH)2V2O7·2H2O,表明强酸性和强碱性的溶剂体系都不太适合Zn2(OH)3VO3的合成,而最佳的合成体系为中性偏碱性;荧光测试表明在pH=10的水乙醇体系下合成的Zn2(OH)3VO3∶8%Eu3+纳米片的荧光性能最好,其中发射主峰位于612nm处。     

六方盘状NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+微晶的水热合成及其发光性能

以柠檬酸三钠为辅助剂,采用低温水热法合成了不同稀土离子掺杂NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+(Ln~(3+)=Dy~(3+),Eu~(3+),Tb~(3+))发光材料。XRD分析结果表明得到样品为六方晶系NaYF_4。SEM图像显示使用柠檬酸三钠为辅助剂,得到由纳米片自组装而成,直径约为2μm,厚度约为200nm的六方盘状结构NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+。同时探讨了金属Li+浓度变化对合成NaYF_4∶Ln~(3+)发光材料发光性能的影响,与非掺杂Li+样品比较,Li~+离子的引入能明显提高NaYF_4∶Ln~(3+)的发光性能。     

Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

基于铝酸盐类长余辉材料的Fe3+荧光探针

SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)是常见的长余辉发光材料,具有良好的发光和余辉性能,能够作为荧光共振能量转移(FRET)体系中能量供体,使探针具备在无光源激发条件下的检测能力.但其易发生水解反应而失去光学性能,这限制了其应用.对SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)进行表面修饰改性,并以其为基体制备可利用余辉进行检测的荧光探针具有重要的研究意义.本文利用正硅酸乙酯(TEOS)在酸性条件下的水解缩合在SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)表面包覆SiO_2以提高其耐水性,并通过硅烷偶联剂将其与罗丹明B连接构成一种新型荧光探针.采用扫描电镜、荧光光谱等检测手段对所制备探针进行表征,并分别研究了探针在有、无光源激发条件下的检测性能.结果表明,制备的探针对Fe~(3+)有较特殊的响应,可用于检测溶液中的Fe~(3+).该探针在光源激发下可定量检测溶液中100～500μmol/L浓度范围内的Fe~(3+),在无光源激发条件下可利用自身余辉检测溶液中500μmol/L以上浓度的Fe~(3+).     

近紫外LED用Ca_(0.92-x-y)Sr_xBa_yWO_4∶0.08Eu~(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

采用高温固相法合成Ca_(0.92-x-y)Sr_xBa_yWO_4∶0.08Eu~(3+)(x=0,0.1~0.4;y=0,0.1~0.3)系列红色荧光粉。对其晶体结构、表面形貌和发光性能进行表征。结果表明:样品荧光粉为体心四方白钨矿结构;Sr~(2+)、Ba~(2+)的掺杂改变了荧光粉的形貌和尺寸;样品的激发光谱由位于350~550nm的系列激发峰构成,最强激发峰位于近紫外光区的395nm处,最强发射峰位于红光区域的617nm处,对应于Eu~(3+)的~5 D_0→~7 F_2特征跃迁;Sr~(2+)、Ba~(2+)的掺杂会改变基质的晶格参数和晶体对称性,从而提高荧光粉的发射强度,Sr~(2+)、Ba~(2+)的最佳掺杂量分别为x=0.2,y=0.15。     

M_xCa_(2-x)SiO_4:Ce~(3+),Al~(3+)(M=Mg,Sr,Ba荧光粉的结构与发光特性研究

采用高温固相法合成了一系列M_xCa_(2-x)SiO_4:0.5mol%Ce~(3+),4mol%Al~(3+)(M=Mg,Sr,Ba;x=0.05,0.1,0.15,0.2)荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,Mg~(2+)掺杂量在x=0.05时合成的荧光粉物相与未掺Mg~(2+)时一致,为γ-Ca_2SiO_4;在450nm激发下特征峰位于565nm,主要源于Ce~(3+)的5d→~2F_(7/2)和5d→~2F_(5/2)跃迁;Mg~(2+)掺杂量在x=0.1~0.2时,荧光粉物相变为β-Ca_2SiO_4,并随着Mg~(2+)的浓度增大,出现杂相,在365nm激发下发射峰位置由503nm迁移至423nm。Sr~(2+)掺杂量在x=0.05~0.15时,合成的荧光粉物相为γ-Ca_2SiO_4,激发和发射光谱与未掺Sr~(2+)时基本一致;当x=0.2时,物相转变为α'_H-Ca_2SiO_4荧光粉,在365nm激发下特征峰位于465nm。Ba~(2+)掺杂量在x=0.05~0.10时,荧光粉物相未有明显变化,但x=0.15~0.20时,合成的荧光粉物相转变为α-Ca_2SiO_4,在365nm激发下特征峰位于460nm。不同离子掺杂获得的荧光粉物相及发光性质变化的原因实际是,由于参与反应的碱土氧化熔点逐渐降低,Mg~(2+)、Sr~(2+)和Ba~(2+)进入Ca_2SiO_4晶格引起相变的趋势在增强。     

ATP/CaF_2∶Ln~(3+)(Ln∶Eu,Tb,Ce/Tb)纳米粒子的制备及其荧光性能

采用两步法制备了三磷酸腺苷二钠(ATP)修饰的ATP/CaF_2∶Ln~(3+)(Ln∶Eu,Tb,Ce/Tb)纳米粒子。采用红外光谱(IR)、X-射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对所合成的纳米粒子进行结构表征,并通过荧光光谱(FS)研究了纳米粒子的荧光性能。结构研究结果表明,ATP成功地包覆在纳米粒子的表面,纳米粒子的晶相为CaF_2的立方结构,ATP/CaF_2∶Eu~(3+)、ATP/CaF_2∶Tb~(3+)、ATP/CaF_2∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米粒子的平均粒径分别约为14nm、15nm、11nm。荧光性能研究表明,ATP/CaF_2∶Eu~(3+)、ATP/CaF_2∶Tb~(3+)纳米粒子基本不发射稀土离子的特征荧光,而发射出修饰剂ATP的荧光,由于Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化作用,ATP/CaF_2∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米粒子发射出Tb~(3+)的特征荧光。     

Er3+/Yb3+掺杂NaGd(WO4)2粉体的制备与发光性能

采用水热法成功制备了Er~(3+)/Yb~(3+)双掺杂的NaGd(WO_4)_2纳米粉体,研究了不同络合剂、水热温度对样品形貌和结构的影响。测量了不同Er~(3+)掺杂浓度样品的可见上转换和近红外发射光谱。结果表明:在980nm LD激发下,可观测到样品强烈的绿色上转换发光,对应Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)(530nm)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)(552nm)跃迁,以及较弱的红色上转换和近红外发光,分别对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→4I15/2(656nm)和~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 532nm)跃迁。且随着Er~(3+)掺杂浓度的增加,样品的上转换红绿光和1.54μm附近的近红外光均呈现出先增大后减小的趋势。样品的激发和发射光谱显示,在378nm处的激发峰最强,对应Er~(3+)的~4I_(15/2)→~4 G_(11/2)能级跃迁,最强发射峰位于552nm。根据泵浦功率与发光强度的关系可以得出,红光和绿光的发射主要为双光子吸收过程,但红光还包含了一定的单光子吸收成分。     

YPO_4·2H_2O∶Eu~(3+)花状微米结构的合成及荧光性能研究

在无添加剂条件下,采用共沉淀法合成了花状独居石结构的YPO_4·2H_2O∶Eu~(3+)橙红色荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了Eu~(3+)掺杂浓度、pH值、磷酸量、合成温度对合成纳米材料的发光性能以及形貌的影响。结果表明,所合成的花状独居石结构的YPO_4·2H_2O∶Eu~(3+)橙红色荧光粉,在392nm紫外光激发下,观察到YPO_4·2H_2O∶Eu~(3+)的发射主峰位置在589nm处。当条件分别为掺杂浓度29%、pH=8、磷酸添加量为7mL、合成温度为80℃时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的橙红色。     

Bi3+/Eu3+共掺Y2MgTiO6荧光粉的发光性能研究

采用高温固相法合成了Bi³⁺和Eu³⁺共掺的Y₂MgTiO₆荧光粉，X射线衍射谱(XRD)分析表明，所有样品的晶体结构均为单斜晶系P2₁/n, Bi³⁺和Eu³⁺掺入Y₂MgTiO₆中并替代Y³⁺的位置。通过光致发光光谱、X射线激发荧光谱(XEL)系统研究了Bi³⁺和Eu³⁺掺杂浓度与发光强度之间的关系。荧光分析表明，Y₂MgTiO₆∶Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉可被271nm左右的近紫外光激发，在620nm处表现出较强的红光发射带，这一发光属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂特征跃迁；当Eu³⁺掺杂量为20%(摩尔分数)...     

Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光性能研究

通过高温固相反应制备Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光材料,利用XRD、FTIR、SEM、XPS和激发-发射光谱表征合成样品的性能。研究表明,使用Li2CO3-NH4F复合助熔剂,形成了长柱状形貌。在349nm或274nm激发下,Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发出Dy3+特征峰,色坐标接近白光区域。Gd3+→Dy3+的能量传递增强了Dy3+发光强度。Dy3+最优的掺杂浓度为2%,临界传输距离为30。Ba2Gd2Si4O13∶Dy3+发光材料可作为潜在的单一掺杂单一组成的白光LED发光材料。     

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。     

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。