近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

采用液相沉淀法制备了近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、荧光光谱以及色坐标分析研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)荧光粉样品属单斜晶系。荧光光谱分析表明,Sr_2SiO_4:Gd~(3+),Tb~(3+),Eu~(3+)的激发光谱包括200~300nm的宽带吸收峰和Tb~(3+)、Eu~(3+)的系列吸收峰。在243nm、354nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Tb~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5(548nm,绿光)和~5D_4→~7F4(588nm,黄光)跃迁发射峰组成。在243nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.06Eu~(3+)的发射光谱由Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。在243nm、252nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)的发射光谱由Tb~(3+)的~5D_4→~7F_6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5 (548nm,绿光)、~5D_4→~7F_4(588nm,黄光)和Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F_2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。色坐标分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd~(3+),0.03Tb~(3+),0.03Eu~(3+)是很好的近紫外光激发的三色发光荧光粉。     

煅烧温度对白色发光材料Y_2O_2S:Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+)发光性能的影响

采用溶胶-疑胶法及后续硫化过程制备了Y_2O_2S:(Tb~(3+),Eu~(3+),Mg~(2+),Ti~(4+))白色长余辉发光材料,研究了煅烧温度对样品的物相、发射光谱、余辉衰减等性能的影响。结果表明:在不同煅烧温度下样品的物相均为纯Y_2O_2S相。用262 nm波长光激发样品,不同煅烧温度下制备的样品中Tb~(3+)和Eu~(3+)发射峰的位置与形状基本相同,其中位于416 nm处蓝光与544 nm处黄绿光的主发射峰归属于Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5与~5D_4→~7F_5跃迁,位于626 nm处红光的主发射峰归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,混合产生白光。在烧结温度为1200℃下制备的样品有最佳的色度坐标值(0.295,0.300)和余辉时间值1051s(≥1 mcd/m~2)。     

Eu~(3+)、Gd~(3+)共掺杂Sr_2SiO_4荧光粉的液相沉淀合成及能量转移发光性能

采用液相沉淀法合成了钆单掺杂、铕单掺杂、钆-铕共掺杂的硅酸锶发光材料。用X-射线衍射(XRD)对其结构表征。利用荧光光谱(PL)方法对合成的样品进行发光性能表征。研究结果表明:在250nm紫外光为激发波长时,Eu~(3+)单掺杂Sr_2SiO_4∶0.04Eu~(3+)的发光光谱出现Eu~(3+)的5D0→7F1(584nm)、5D0→7F2(614nm)、5D0→7F3(626nm)跃迁发光峰,钆-铕共掺杂Sr_2SiO_4∶x Gd3+,0.04Eu~(3+)发光体系中,主要表现为Eu~(3+)离子的特征发射。探讨了在硅酸锶发光体中Gd~(3+)→Eu~(3+)能量传递的机理,主要为电偶极-电偶极相互作用。当改变Eu~(3+)离子的掺杂浓度时,样品表现为Eu~(3+)离子的特征发射,此时材料发橙色光。保持Gd~(3+)、Eu~(3+)离子掺杂浓度不变,K+作为电荷补偿剂,对材料发光强度影响很小。     

微乳液法合成Y_2SiO_5∶Eu~(3+)及其发光性质研究

采用微乳液法合成了Y_2SiO_5∶Eu~(3+)系列荧光粉。利用XRD、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、荧光光谱、色坐标等研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。光电子能谱数据验证了合成样品的离子掺杂量。荧光光谱测试表明,Y_2SiO_5∶Eu~(3+)监测光谱呈现200nm~300nm的宽带吸收峰和Eu3+的系列吸收峰。在253nm紫外光激发下,Y_2SiO_5∶Eu~(3+)材料的发射光谱为一个多峰谱,主峰分别为5D0→7F1(591nm)、5D0→7F2(616nm)的发光峰。当Eu3+掺杂物质的量大于24%时,出现了浓度猝灭现象。通过色坐标图可知,当Eu3+掺杂量为24%时,荧光粉的色坐标(0.503,0.366)与标准的红光色坐标接近,表明Y_2SiO_5∶Eu~(3+)是很好的近紫外光激发下的红色荧光粉。     

双色可调荧光粉MgY_2Al_4SiO_(12):Eu~(2+),Ce~(3+)的发光性能和能量传递机理研究

采用高温固相法制备了双色可调荧光粉MgY_2Al_4SiO_(12):Eu~(2+),Ce~(3+),并对其晶体结构和发光特性进行了研究。在340 nm紫外光激发下荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,以445 nm为主峰的蓝光发射带归属于Eu~(2+)的4f~65d~1→4f~7能级跃迁,峰值位于565 nm的黄光发射带则对应于Ce~(3+)的5d→4f(~2F_(2/7),~2F_(2/5))跃迁。根据Dexter共振能量传递理论和Reisfeld近似计算得到Eu~(2+),Ce~(3+)之间存在电偶极-电偶极能量传递过程。当Eu~(2+)和Ce~(3+)的掺杂浓度分别为0.01和0.06时,荧光粉的色坐标位置落在黄绿光区域,并可以通过改变基质中Eu~(2+)和Ce~(3+)的摩尔比来调节荧光粉的色坐标。MgY_2Al_4SiO_(12):Eu~(2+),Ce~(3+)是一种适用于紫外芯片的新型双色可调谐白光LED用荧光粉。     

SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉的发光性质及能量传递

合成了SrWO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)两个系列荧光发光粉,其XRD衍射测试结果表明,合成材料结构均为体心四方晶系。颗粒的形貌为类球形,分散性很好,平均晶粒尺寸在3μm左右。荧光光谱检测表明,在223nm激发下,Sr_(0.9)WO_4∶0.05 Gd~(3+),0.05Tb~(3+)荧光粉最强发射峰位于549nm处,属于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5的跃迁,在该体系中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,使得该荧光粉的发光强度随着Gd~(3+)掺杂浓度的增加而增大。     

Sm~(3+)、Ce~(3+)掺杂Y_2O_3:Eu~(3+)的低温燃烧法制备及发光性能

采用低温燃烧法分别制备了Y_2O_3:Eu~(3+)和钐(Sm~(3+))、铈(Ce~(3+))掺杂的Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉,并研究了反应温度及掺杂量对荧光粉性能的影响。使用激光粒度仪、X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪,对样品的物相、粒度及发光特性进行了表征和分析。结果表明,Y_2O_3:Eu~(3+)的最佳反应温度为200℃,Sm~(3+)和Ce~(3+)掺杂Y_2O_3:Eu~(3+)的粒径分别分布在396～615 nm和531～955 nm,Sm~(3+)和Ce~(3+)的掺杂均能显著增强Y_2O_3:Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能。     

CePO_4:Tb~(3+)荧光粉的结构和发光性能研究

采用共沉淀-高温固相法制备CePO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉,通过XRD以及荧光光谱对制备荧光粉的结构和发光性能进行了测试和分析,并探究了pH值对CePO_4:Tb~(3+)荧光粉发光性能的影响。结果表明:在283nm激发下, pH=1条件下制备的荧光粉在544nm处出现属于Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5跃迁的强烈绿光。     

引入Ce~(3+)作为敏化离子增强Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)的发光强度（英文）

采用高温固相法制备了Ce~(3+)、Sm~(3+)和Ce~(3+)/Sm~(3+)掺杂的Ca_9Al(PO_4)_7荧光粉。以327 nm紫外光作为激发源时,Ca_9Al(PO_4)_7:Ce~(3+)在386 nm处出现宽发射峰,其发射对应于Ce~(3+)的4f 05d1→4f 1跃迁的蓝色光,主峰位于386 nm;在407 nm近紫外光激发下,Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)发射红色光。为了增强Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)的发射强度,将Ce~(3+)引入到材料中,通过Ce~(3+)到Sm~(3+)的能量传递,有效地增强了材料的发射强度,为开展白光LEDs用红色荧光粉提供了参考。     

钙钛矿型GdAlO_3:RE~(3+)(RE=Eu/Er-Yb)和LaAlO_3:Eu~(3+)发光粉的结构和发光性能

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列GdAlO_3∶Eu~(3+)和LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉及GdAlO_3∶Er~(3+), Yb~(3+)上转换发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱和上转换发光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:1000℃热处理获得具有正交结构的GdAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉及具有六方结构的LaAlO_3∶Eu~(3+)荧光粉。柠檬酸比例和热处理温度对发光粉晶粒尺寸和晶相的形成有影响。荧光光谱研究表明:荧光粉的主发射峰来自于Eu~(3+)离子的~5D_0→~7F_2跃迁。柠檬酸比例及基质阳离子影响Eu~(3+)离子的局域对称环境。GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)上转换发光粉在980 nm红外光激发下,发射来自于Er~(3+)离子~2H_(11/2)、~4S_(3/2)到~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)到~4I_(15/2)跃迁。计算并比较了GdAlO_3∶Eu~(3+),LaAlO_3∶Eu~(3+)和GdAlO_3∶Er~(3+),Yb~(3+)样品的色坐标。     

Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)纳米片的制备及其上转发光性能研究

采用共沉淀法制备了Yb~(3+)/Er~(3+)共掺的Y_2O_3上转换荧光材料,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪(以980 nm激光器作为光源)对合成样品的结构、形貌、发光性能进行了表征。分析结果表明:所制备的样品物相与Y_2O_3基质的物相基本一致;在扫描电子显微镜观察下,Y_2O_3:Yb~(3+)/Er~(3+)呈片状;当用980 nm激光激发样品时,可以观测到波长位于525 nm、550 nm处的绿色发射和波长位于660 nm处的红色发射光谱,分别对应于Er~(3+)的2H11/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2特征跃迁。     

Tb~(3+)/Ce~(3+)掺杂高铝高炉渣构筑硅铝酸盐发光玻璃的发光性能

采用高铝高炉渣高温水淬法制备了Tb~(3+)单掺及Tb~(3+)/Ce~(3+)共掺的硅铝酸盐发光玻璃,研究了基体结构和共掺对玻璃发光性能的影响。结果表明:经过1 000℃保温4 h后,玻璃晶化为Ca_2(Mg_(0.5)Al_(0.5))(Si_(1.5)Al_(0.5)O_7),发光性能急剧下降,4%(摩尔分数) Tb~(3+)掺杂的发光玻璃发光强度最高约是晶化后的12倍。Ce~(3+)和Tb~(3+)之间通过多极相互作用传递能量,Tb~(3+)/Ce~(3+)共掺的发光玻璃发光强度最高达到Tb~(3+)单掺的约6倍。4%Tb~(3+)/1%Ce~(3+)共掺的发光玻璃在150℃时具有良好的发光热稳定性,可以作为近紫外LED激发的绿光固体发光材料。     

Eu3+,Ce3+共掺硼硅酸锌玻璃的发光性能及能量传递

采用高温液相法制备了50ZnO-30SiO2-20B2O3∶Eu3+,Ce3+玻璃。测试了样品的激发光谱和发射光谱。结果表明:在紫外光激发下,该玻璃可以发出明亮的红色光。其中580 nm,593 nm,617 nm,655 nm和706 nm波长处的发射峰分别对应于Eu3+的5D0→7F0,5D0→7F1,5D0→7F2,5D0→7F3和5D0→7F4跃迁发射,其中5D0→7F2跃迁发射强度最大,同时发现在450 nm处存在Ce3+的5D→2FJ(J=7/2,5/2)特征发射峰。首次发现在该发光玻璃50ZnO-30SiO2-20B2O3∶Eu3+,Ce3+中存在着Ce3+→Eu3+能量传递现象,其中Ce3+起敏化作用。     

GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉的可控合成与发光性质

采用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)辅助水热法合成了GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+发光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。XRD分析表明:GdF3晶相到NaGdF4晶相的转换可以通过改变初始溶液pH值、PVP加入量和NaF与稀土离子(Gd3+和Eu3+)摩尔配比等合成条件实现。NaGdF4∶Eu3+发光粉的形貌受合成条件的影响。荧光光谱研究表明:GdF3∶Eu3+发光粉主发射峰位于593nm处,来自于Eu3+的5 D0→7 F1磁偶极跃迁;NaGdF4∶Eu3+发光粉主发射峰位于616nm,来自于Eu3+的5 D0→7 F2电偶极跃迁。2个样品中Gd3+与Eu3+离子之间存在较好的能量传递,而NaGdF4晶格更有利于2种离子的能量传递。     

SrMoO_4∶Tb~(3+)绿色发光材料的微波辐射法合成及发光性能

以活性炭粒为吸收剂采用微波辐射法合成了SrMoO4∶Tb3+绿色发光材料。用X射线粉末衍射仪、荧光分光光度计对样品进行了分析和表征,探讨了微波反应时间、Tb3+的摩尔掺杂量、助熔剂等对样品结构和发光性质的影响。结果表明:所合成的SrMoO4∶Tb3+晶体结构与SrMoO4相似,属四方晶系结构,I41/a空间群。样品的激发光谱是由位于200~350nm的1个宽带和350~500nm的一系列尖峰构成。宽带吸收与Mo--O的电荷转移和Tb3+的4f8--4f7 5d1跃迁过程有关,最强峰位于287nm左右。350nm以后的吸收峰是由于Tb3+的4f--4f跃迁引起的。发射光谱主要由4个发射峰组成:主峰位于544nm处,属于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁发射;另外3个弱发射峰位于490、587、622nm处,分别属于Tb3+的5 D4→7 F6、5 D4→7 F4、5 D4→7 F3跃迁。当反应时间为30min,微波功率为中高火(560W),Tb3+摩尔量为0.06,助熔剂H3BO3的用量为4%(质量分数)时,样品的发光强度最大。     

Pr~(3+)/Sm~(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr~(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr~(3+)的~3H_4→~3P_0、~3P_0→~3H_6、~3P_0→~3F_2的跃迁。Sm~(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁。     

α-Zn_3(PO_4)_2:Eu~(3+)的合成及发光性质

采用共沉淀法制备了Eu~(3+)掺杂α-Zn_3(PO_4)_2基红色荧光粉,利用XRD和荧光光谱对其晶体结构、发光性能进行了研究。结果表明,样品为纯α-Zn3(PO4)2,晶相为单斜相。样品在612nm波长光监测下得到的激发光谱图主要由一宽峰和一系列尖峰组成,其中396nm处的激发峰强度最大,这说明此荧光粉可被商业化生产的蓝光InGaN LED芯片有效激发。样品在396nm近紫外光激发下,在593nm和612nm处表现出较强的发射峰,分别对应于Eu3+的5D0→7F1磁偶极跃迁和5D0→7F2电偶极跃迁。     

Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷制备及发光性能

采用高温熔融法制备Eu~(3+)掺杂SiO_2-NaF-Al_2O_3-Y_2O_3-ZrO_2系统玻璃,经热处理得到Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和荧光光度计对样品进行分析表征。结果表明,采用熔融温度1500℃,再经1300℃保温2h得到晶粒尺寸约为41.8rm的Eu~(3+):YAG玻璃陶瓷。同基础玻璃相比玻璃陶瓷中,~5D_0→~7F_2发射峰出现劈裂,~5D_0→~7F_2与~5D_0→~7F_1跃迁相对强度比值下降,说明Eu~(3+)进入YAG晶格。     

Tb3+/Gd3+/Ce3+/Sb3+和Eu3+/Bi3+/Sb3+共掺玻璃的发光性能研究

为了得到显色改善的绿色和红色发光玻璃,本文采用高温熔融技术制备了Tb~(3+)/Gd~(3+)/Ce~(3+)/Sb~(3+)和Eu~(3+)/Bi~(3+)/Sb~(3+)共掺杂的硼硅酸盐透明玻璃。通过对共掺样品紫外可见吸收光谱的分析和长波紫外激发下的激发光谱及荧光光谱的分析,研究了Tb~(3+)/Gd~(3+)/Ce~(3+)/Sb~(3+)和Eu~(3+)/Bi~(3+)/Sb~(3+)共掺杂离子在玻璃基质中的发光性能,结果表明,在高能紫外光激发下,Tb~(3+)/Gd~(3+)/Ce~(3+)/Sb~(3+)共掺杂样品发射典型纯正绿光荧光的能力较强,Eu~(3+)/Bi~(3+)/Sb~(3+)共掺杂样品发射红光荧光的能力较强。     

燃烧法合成掺铕磷酸钙荧光材料

采用燃烧法合成掺铕磷酸钙发光材料,采用XRD和荧光光谱对其结构和荧光性质进行表征。结果表明:掺杂Eu~(3+)后未改变Ca_3(PO_4)_2的晶相结构;荧光粉样品在激发主峰位于394 nm处,归属于Eu~(3+)的~7F_0→~5L_6跃迁,发射主峰位于616 nm处,归属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁;当Eu~(3+)掺杂浓度为10%时,得到Ca_(2.9)(PO_4)_2:0.1Eu~(3+)发光材料的发光强度不但是最强的,而且发出的色光与红光最为接近,是一类潜在的近紫外激发的红光发射荧光粉。