新型近紫外激发单一基质荧光粉Sr2V2O7:Ln(Ln=Eu3+,Dy3+,Sm3+,Tb3+)的研究

为了研制一种具有优越稳定性能、易于合成、吸收和近紫外芯片匹配、发光效率高的LED用新型单一基质的暖白光荧光粉,采用高温固相反应法在空气氛围下制备了单一基质的Sr₂V₂O₇（SVO）：Ln （Ln=Eu³⁺,Sm³⁺,Dy³⁺,Tb³⁺）系列白光LED荧光粉.利用X射线衍射（XRD）和荧光光谱分别研究了样品的晶体结构,发光特性和能量传递机理,在350 nm的紫外激发下SVO基质自身发射黄绿色的宽光谱.荧光光谱的研究表明所有掺杂的样品都有一个基质电荷跃迁引起的近紫外激发宽带,而且SVO基质与稀土离子Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺之间都存在着能量传递.此外,根据Dexter理论,基质和4种稀土离子之间的能量传递机理都是电偶极-偶极相互作用.研究结果表明,通过稀土掺杂可以增强荧光强度、调控发光颜色、改善色温、提高显色指数,SVO：Ln （Ln=Eu³⁺,Dy³⁺,Sm³⁺,Tb³⁺）是适合近紫外芯片激发的单一基质白光荧光粉.     

Eu3+和Dy3+共掺单基质Ba2CaWO6白色荧光粉的合成与发光性质

通过高温固相法合成了Eu³⁺和Dy³⁺共掺杂的单一相Ba₂CaWO₆的荧光粉.通过XRD和扫描电镜分析了Ba₂CaWO₆荧光粉的晶相和形貌结构.Ba₂CaWO_6：Eu³⁺荧光粉因为⁵D₀-⁷F₁/⁷F₂的能量跃迁发射很强的红光,而Ba₂CaWO_6：Dy³⁺荧光粉因为⁴F_9/2-⁶H_15/2和⁴F_9/2-⁶H_13/2的能量跃迁分别发蓝光和黄光.Eu³⁺/Dy³⁺共掺杂的Ba₂CaWO₆荧光粉发射暖白光.Dy³⁺到Eu³⁺的能量传递通过发光光谱强度来研究.通过调控Dy³⁺和Eu³⁺的掺杂比例可以对Ba₂CaWO_6：Dy³⁺,Eu³⁺样品的色坐标进行有效地调节,测试的色坐标表明Ba₂CaWO_6：Eu³⁺/Dy³⁺很适合紫外激发的白光LED荧光粉.     

Dy3+掺杂NaLaMgWO6发光材料的制备与发光性质

采用高温固相法,制备了一系列NaLa_1-xDy_xMgWO₆荧光粉。考察了Dy³⁺离子掺杂浓度对荧光粉物相和发光性质的影响。并将所制得的荧光粉在800℃进行热处理,对比分析热处理前后的发光性质变化,探讨不同掺杂离子浓度样品的热稳定性。采用X射线衍射、荧光分光光度计对其进行表征。实验结果表明：在1 100℃温度下保温4 h,可以制备得到NaLaMgWO₆单相,Dy³⁺的掺入未改变荧光粉基质的物相结构。在389 nm波长激发下,NaLaMgWO₆:Dy³⁺表现出Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_13/2的特征发射,属于Dy³⁺的黄色发射。随着掺杂离子浓度的增大,其发射强度先增大后降低,当Dy³⁺掺杂的原子百分数为8%时,NaLa_0.92Dy_0....     

荧光壳聚糖纤维的制备及性能探讨

以乙酸为溶剂,壳聚糖为原料,铝酸锶掺杂铕和镝(SrAl₂O₄∶Eu²⁺, Dy³⁺)为荧光分子,NaOH/无水乙醇混合溶液为凝固浴,通过湿法纺丝制备了荧光壳聚糖纤维。研究了壳聚糖浓度、SrAl₂O₄∶Eu²⁺, Dy³⁺含量、凝固浴比例纺丝参数变化对荧光壳聚糖纤维的表面形貌、力学性能、荧光性及耐环境稳定性的影响。结果表明,在牵伸速度为28 mm/s,牵伸倍数为1.2的室温条件下,控制壳聚糖浓度为3.5 wt%、SrAl₂O₄∶Eu²⁺, Dy³⁺含量为3%、凝固浴(35 wt%NaOH溶液∶无水乙醇)体积比为5∶5,制备的荧光壳聚糖纤维力学性能优,荧光强度高,耐环境稳定性好。     

Ca1-3x/2Al2Si2O8:xEu3+荧光粉的发光和光温传感特性

为了探究稀土离子掺杂铝硅酸盐的光温特性,本文采用燃烧合成法制备了系列荧光粉材料Ca_1-3x/2Al₂Si₂O₈:xEu³⁺。X射线衍射结果表明掺杂Eu³⁺离子不会改变基质CaAl₂Si₂O₈的晶体结构。荧光光谱结果表明该荧光粉在近紫外光区域具有较强吸收,当被波长为393 nm的近紫外光激发后,其最大特征发射峰为611 nm,且Eu³⁺离子的最佳掺杂浓度为0.05。利用上升时间测温法研究了CaAl₂Si₂O₈:Eu³⁺荧光粉的光温传感特性,结果表明:随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,上升时间单调递减,但当掺杂掺杂超过0.100时就会发生淬灭。Ca_0.985Al₂Si₂O₈:0.01Eu³⁺的相对灵敏度随温度的升高先增大后减小,并在520 K时达到最大值（0.024 K^-1）。上述研究表明该荧光粉具备优异的温度传感性能,在测温领域具有广泛的应用前景。     

可调色荧光粉LaSrZnNbO6:Bi3+,Sm3+的发光性质及Bi3+和Sm3+离子间的能量传递机理

采用高温固相法合成了系列LaSrZnNbO₆:Bi³⁺,Sm³⁺荧光粉,并对其发光性质以及Bi³⁺、Sm³⁺离子间的能量传递机理进行了研究.结果显示,当以Bi³⁺的¹S₀→ ³P₁激发位置(338 nm)激发Bi³⁺和Sm³⁺共掺杂LaSrZnNbO₆荧光粉时,在LaSrZnNbO₆荧光粉的发射光谱中同时出现了Bi³⁺和Sm³⁺的发射峰,表明在LaSrZnNbO₆基质中存在Bi³⁺→ Sm³⁺的能量传递.经计算, Bi³⁺离子和Sm³⁺离子间的能量传递效率可达到86.9%.通过改变Bi³⁺离子和Sm³⁺离子的掺杂浓度可以使LaSrZnNbO₆荧光粉的CIE色坐标由蓝光区域移动至粉白光区域,表明通过调节掺杂浓度可制备出颜色可调谐的荧光粉.     

铕掺杂NASICON结构红色荧光粉制备和发光性能

采用高温固相法在空气气氛中制备了具有NASICON结构的Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂：Eu³⁺红色荧光粉。利用X射线衍射、漫反射光谱、荧光光谱、荧光寿命衰减曲线以及量子效率系统研究了该样品的晶体结构及荧光性能。结果表明,样品XRD图中不含明显的杂峰,表明在实验浓度范围内Eu³⁺的掺杂没有改变基质的晶体结构,样品为单相。合成过程中,需要对样品多次压片烧结,才能获得较好的单相。在近紫外光激发下,样品能发出618 nm红光,荧光强度最大对应的Eu³⁺的掺杂摩尔分数是24%。根据Rexter理论分析,浓度猝灭源于Eu³⁺离子之间的电四极-电四极相互作用。样品在室温下的最高内量子效率和外量子效率分别是61%和15%,荧光衰减的寿命范围在2.08~2.84 ms。样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺在150℃时内量子效率约为50%,表明样品具有良好的热稳定性。将样品Na_2.76Zr₂Si₂PO₁₂：0.24 Eu³⁺与394 nm波长的紫外芯片封装成LED灯,显色指数达到75.6.Eu³⁺掺杂Na₃Zr₂Si₂PO₁₂有望作为一种新型红色荧光粉用于近紫外激发白光LED。     

高浓度锰掺杂Ca14Zn6Al10O35荧光粉的近红外第二窗口发光

为了开发新型的深红光或红外发光材料, 通过高温固相法在空气中合成了锰掺杂Ca₁₄Zn₆Al₁₀O₃₅:Mn荧光粉。采用X射线衍射、反射光谱、荧光光谱、荧光衰减寿命系统研究了该材料的晶体结构及发光性能。结果表明, 样品中同时存在着Mn⁴⁺和Mn⁵⁺的荧光发射, 前者在深红波段, 后者在近红外波段。当12.5%的Al离子被Mn离子替代时, Mn⁵⁺离子的发射达到最强。Mn⁵⁺离子发射是窄带发射, 峰值在1157 nm处, 对应¹E→³A₂跃迁, 荧光寿命为87.46 ms。Mn⁵⁺离子的红外发射的温度敏感性在368 K时达到最大值0.0024 K^-1。此外还观察到了由Mn⁴⁺向Mn⁵⁺的能量传递现象。能量传递拓展了Mn⁵⁺离子发射的激发波长范围, 使得商用蓝光芯片能激发Mn⁵⁺的近红外光发射。这种荧光粉能被650 nm的光激发, 而在1157 nm处发射, 对生物的实时检测有重要的意义。因此, 该荧光粉是一种具有多方面应用潜力的红外材料。     

BaMgSiO4:Eu荧光粉的制备及光学性能

为研究鳞石英衍生物BaMgSiO₄:Eu（BMSO:Eu）荧光粉的光学性能,采用传统高温固相法在不同合成气氛下制备了BMSO:Eu和BMSO:Eu²⁺荧光粉样品。利用X射线衍射仪（XRD）、荧光分光光度计和电子自旋共振（ESR）光谱仪分别对BMSO:Eu和BMSO:Eu²⁺荧光粉的晶体结构、发光性能和缺陷类型进行了表征。XRD结果表明,晶格内存在3种等量的Ba²⁺位点,Eu²⁺/₃₊取代Ba²⁺位点且形成单相。荧光光谱表明,在还原气氛下制备的BMSO:Eu²⁺的激发光谱位于250~380 nm之间,发射光谱位于360~650 nm之间。由于存在自还原现象,在空气气氛下制备的BMSO:Eu的激发和发射光谱同时包括Eu³⁺和Eu²⁺光谱。由于氧空位的浓度不同,BMSO:Eu²⁺的余辉时间是BMSO:Eu的24倍。ESR实验表明BMSO:Eu²⁺中的氧空位多于BMSO:Eu。绿色长余辉发光表明该类荧光粉在白光LED器件上具有潜在的应用。     

基质改变对Eu3+、Bi3+发光性能的影响

采用溶胶—凝胶法制备出了CaSiO₃:Eu³⁺Bi³⁺和Sr₂SiO₄:Eu³⁺Bi³⁺,对比分析了两者的激发光谱与发射光谱,探讨了基质改变对Eu³⁺、Bi³⁺发光性能的影响。结果表明Sr₂SiO₄:Eu³⁺Bi³⁺中Bi³⁺—Eu³⁺之间的能量传递效率明显高于CaSiO₃:Eu³⁺Bi³⁺中的。     

SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的合成及表征

为了提高SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光材料的发光强度和余辉时间,采用高温固相法合成了SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对产物的化学成份、结构、微观形貌和发光特性进行了分析.结果表明,SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的最佳煅烧温度为1 500℃,最佳煅烧时间为3 h.当Eu_2O_3的质量分数为2%时,Sr Al2O4∶Eu2+荧光粉的发光强度最大;当Eu_2O_3的质量分数为1.5%时,SrAl_2O_4∶Eu~(2+)荧光粉的余辉性能最好;当Eu_2O_3的质量分数为2%、Dy_2O_3的质量分数为4%时,SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的发光强度和余辉性能最好.     

Li6(La2Ca)Nb2O12基质中掺杂Dy3+离子的发光性质研究

采用高温固相法制备了Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂:Dy³⁺荧光粉样品,通过X射线衍射分析了样品的晶体结构,并利用光谱技术研究了样品的光致荧光光谱.光谱分析结果表明,Li₆(La₂Ca)Nb₂O₁₂:Dy³⁺的激发光谱由两部分组成:一是位于200～290 nm的一个宽带,峰值位于269 nm,属于Nb—O、Dy—O的电荷迁移带的叠加; 二是位于310～500 nm之间的系列尖锐的吸收峰,这些激发峰属于Dy³⁺的f →f跃迁.样品可被近紫外或蓝光LED有效激发.在269 nm激发下,样品在580 nm处有很强的黄光发射,色坐标为(0.470 3,0.492 7).随着Dy³⁺掺杂浓度的增加,样品的发光强度增强,当Dy³⁺浓度为10 mol%时出现浓度猝灭.     

红色荧光粉Ca3La3（BO3）5:Eu3+的制备及光学性能

由于红色荧光粉具有提高白光发光二极管（LED）显色指数以及降低色温等优点,因此开发性能优异的白光LED用红色荧光粉一直是白光LED领域研究的重要课题。通过传统的高温固相法制备了系列Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺红色荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色坐标分析了荧光粉样品的晶体结构及光学性能。实验结果表明掺杂的Eu³⁺进入了Ca₃La₃（BO₃）₅（CLBO）主晶格,并且掺杂少量的Eu³⁺的CLBO主晶格无杂相生成,得到的Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的结构与CLBO主晶格一致。该荧光粉被紫外光激发后能发射红光。通过对Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉的光致发光光谱进行计算发现在不同波长光的激发下,色坐标都非常接近美国国家电视系统委员会红光标准。Ca₃La₃（BO₃）_5:3xEu³⁺荧光粉是一种性能优异的白光LED用红色荧光粉。