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。     

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。     

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。     

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。     

可用于白光照明的单一基质荧光粉(Sr_(0.95)Mg_(0.05))_3(PO_4)_2:Eu~(2+)的发光特性

采用高温固相法合成系列Eu~(2+)掺杂的单一基质的白光荧光粉(Sr_(0.95)Mg_(0.05))_3(PO_4)_2.该荧光粉可有效被270~390nm的紫外光激发,激发波长范围与紫外LED芯片相匹配.在激发波长为350nm时,发射光谱中有两个发射峰,峰值分别位于410nm和570nm,对应于Eu~(2+)的4f65d1→4f7跃迁,是Eu~(2+)占据了基质中Sr~(2+)的十配位和六配位的两种不同的格位后,形成的两个发光中心.当Eu~(2+)的掺杂浓度为1mol%时,具有最大的发光强度,继续增加Eu~(2+)的浓度后,会出现浓度猝灭现象.通过将Eu~(2+)的掺杂浓度从0到0.01,可以使该荧光粉的CIE色坐标从(0.259 5,0.198 7)的蓝光区域逐渐移动到(0.324 5,0313 3)的白光区域.基于实验结果和理论分析计算表明,这种荧光粉是一种潜在的用近紫外光激发产生白光LED的荧光粉.     

掺Sr的BaTiO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能研究

以BaCO_3、SrCO_3、TiO_2和Eu_2O_3为原料,采用高温固相法制备了不同浓度的Eu~(3+)掺杂的Ba(0.8-x)Sr_(0.2)TiO_3∶xEu~(3+)(x=0.02~0.1)系列红色荧光粉。采用荧光分光光度计对其发光强度和吸收强度进行研究得出,最佳的Eu~(3+)摩尔分数x=0.08。考察了不同电荷补偿剂对Ba_(0.72)Sr_(0.2)TiO_3∶0.08Eu~(3+)荧光粉激发光谱和发射光谱的影响,结果表明,Li+是制备Ba_(0.72)Sr_(0.2)TiO_3∶0.08Eu~(3+)荧光粉的最佳电荷补偿剂。     

不同浓度Eu~(2+)对CaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉影响的研究

研究了以β-Si_3N_4为原料制备Eu~(2+)掺杂的CaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉,并分析了这类荧光粉的结构特点,通过实验发现该荧光粉有很宽的激发带,可以被紫外和近可见光激发,发射出550~568nm波长的峰。Eu~(2+)与CaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉的发光强度有着重要的联系。随着Eu~(2+)浓度的增加激发峰和发射峰都有一定的红移现象,当浓度超过2%时,该荧光粉的发光强度会有所下降,即出现一定的浓度猝灭现象。     

Eu3+掺杂的钼酸盐微纳米材料制备和光致发光性能研究

分别采用沉淀法和水热法成功制备了Y_2(MoO_4)_3∶Eu~(3+)红色荧光粉,使用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对其物相结构、形貌和发光性能进行表征。结果表明:Eu~(3+)含量低于20%(摩尔分数,下同)不会改变Y_2(MoO_4)_3的晶体结构;沉淀法得到荧光粉呈花状,而水热法主要得到层层堆积结构的荧光粉;所制荧光粉的主激发峰和发射峰分别位于394和614nm,这是来自掺杂Eu~(3+)的f-f电子跃迁。Y_2(MoO_4)_3荧光粉中Eu~(3+)最佳摩尔分数为20%,当Eu~(3+)含量大于20%时,出现浓度猝灭现象,其5D_0→7F_2发光浓度猝灭机理是电偶极-电偶极相互作用。     

Ba2+共掺杂YPO4∶Tb3+荧光材料的水热合成与荧光性能

采用水热法合成Ba~(2+)共掺杂YPO4∶Tb~(3+)荧光材料,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计等研究了合成样品的物相组成和荧光性能,并分析了Ba~(2+)掺杂量和反应体系pH值等对合成样品的物相结构及荧光性能的影响。结果表明,反应体系pH值和Ba~(2+)掺杂量直接影响所制备样品的结构与性能。少量Ba~(2+)(≤10%,原子分数,下同)共掺杂YPO4∶1%Tb~(3+)样品均为纯相四方晶系磷钇矿结构晶体,过量Ba~(2+)掺杂导致Ba_3(PO_4)_2杂质相的出现;pH值为6的水热环境下可获得高结晶度的单一相Ba~(2+)、Tb~(3+)共掺杂YPO4样品。激发和发射光谱测试结果表明,所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),x%Ba~(2+)样品可被225nm的紫外光有效地激发而发射出强烈的Tb~(3+)特征的黄绿色光。一定量的Ba~(2+)共掺杂可以有效地提高YPO4∶1%Tb~(3+)样品的荧光性能,但过量(高于10%)的Ba~(2+)掺杂又会导致Tb~(3+)的荧光猝灭现象出现,最佳的Ba~(2+)共掺杂量为10%。所制备的YPO4∶1%Tb~(3+),10%Ba~(2+)样品在225nm紫外光激发下位于545nm处的发射带强度是YPO4∶1%Tb~(3+)样品的1.8倍。     

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。     

Eu~(3+)掺杂Sr_3La_2(BO_3)_4荧光粉的制备及发光性能研究

以高温固相法制备铕离子(Eu~(3+))掺杂硼酸盐红色荧光粉Sr_3La_2(BO_3)_4∶Eu~(3+),用X衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)研究了荧光粉的结构和表面形貌,测定了其在近紫外光激发下的发光特征。研究结果表明,焙烧温度为1000℃,保温时间为5h,Eu3+摩尔掺杂分数为7.5%时,荧光粉具有较强的发光强度;以394nm的紫外光激发,荧光粉最强发射为波长618nm的红光,为Eu~(3+)的5 D0→7F2的电偶极跃迁,计算其色坐标为x=0.65,y=0.35。     

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。     

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。     

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%。     

CaSiO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及电荷补偿剂对发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉,通过对样品的X射线衍射谱及光致发光光谱的测试和表征,研究了不同Eu~(3+)和电荷补偿剂Li+浓度下,CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉的物相结构和发光性能。结果显示CaSiO_3∶Eu~(3+)荧光粉发射光谱是由位于595nm和614nm处的主峰构成的双峰谱线,激发光谱为多峰宽谱,谱峰位于220~280nm范围内。Eu~(3+)含量对CaSiO_3∶Eu~(3+)发光性能有明显的影响,随Eu~(3+)浓度的增大,CaSiO_3∶Eu~(3+)的发光强度呈现先增大后减小的规律,Eu~(3+)浓度为1%(摩尔分数,下同)时,发光强度最大。电荷补偿剂Li~+可以显著提高CaSiO_3∶Eu~(3+)的发光强度,当Li~+浓度为4%时,增强效果最为显著。     

近紫外光激发BaSr_2Si_3O_9∶Eu~(3+)的合成及性能研究

采用高温固相法制备近紫外光激发的BaSr_2Si_3O_9∶Eu~(3+)发光材料,研究了Eu3+不同掺杂量对样品晶体结构、发光特性的影响规律。用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、紫外-可见光谱分析系统对样品进行了表征和封装评价。结果表明,随着Eu~(3+)的掺入,BaSr_2Si_3O_9晶体结构并没有发生变化;激发主峰为395nm,发射主峰为611nm,随着Eu~(3+)掺杂量的增加,样品发光强度先升高后降低,在掺杂量为6%(摩尔分数)时发射强度最大;结合396nm近紫外芯片和BAM双峰蓝色荧光材料进行封装测试,所制备白光LED显色指数为88,色温5953K,因此,BaSr_2Si_3O_9∶Eu~(3+)是一种很有应用前景的近紫外激发发光材料。     

KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备了KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)红色荧光粉,并借助于X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱以及荧光寿命等表征手段对其结构、形貌及发光性能进行了分析。XRD结果显示,KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)样品衍射图与纯相KBaY(MoO_4)_3完全一致,Y~(3+)离子可以完全被Eu~(3+)离子替代而不会使晶体结构发生改变。激发光谱显示,KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)在394nm处具有一个强激发带,因此样品可以被近紫外光有效激发。荧光光谱结果显示,在KBaY(MoO_4)_3基质中,Eu~(3+)离子的最佳掺杂浓度高达90%,证明KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)的浓度猝灭效应比较弱;样品发光强度随温度升高而下降,当温度升高到200℃时,样品发光强度约为30℃时的63%,通过对ln(I_0/I_T-1)~1/kT的关系曲线进行拟合得到KBaY(MoO_4)_3∶Eu~(3+)的激活能为0.261eV。     

复合钙钛矿型NaLaMgWO_6:Eu~(3+)红色荧光材料的制备及发光性能研究

采用固相法合成了新型白光LED用红色NaLa_(1-x)Eu_xMgWO_6(0≤x≤1)系列荧光粉。分别采用X射线衍射、扫描电子显微镜、发光光谱等测试手段分析了粉体样品的物相、形貌与发光性质。XRD分析结果表明:NaLaMgWO_6具有单斜晶系的复合钙钛矿结构,空间群为C2/m。光谱测试结果表明:NaLa_(1-x)Eu_xMgWO_6系列荧光粉均可被近紫外光(397 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,其最强发射峰位于617 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。Eu~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.5。对荧光粉的发光浓度猝灭曲线分析表明,在NaLaMgWO_6基质中,Eu~(3+)是通过电偶极-电偶极的多极矩相互作用的方式来实现能量传递的。采用Judd-Ofelt理论计算了基质的折射率、Eu~(3+)离子的辐射跃迁强度参数(?λ)和荧光分支(β)等辐射跃迁参数。     

LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中敏化的近红外发光及能量传递

采用传统高温固相法成功合成了一系列Mn~(4+)/Er~(3+)共掺杂的LaAlO_3近红外发光荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱及荧光衰减等手段对荧光粉的结构与发光性质进行了研究。结果发现,当激发Mn~(4+)离子时,在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中可以观察到较强的近红外发射,分别对应于Er~(3+)的~4I_(11/2)→~4I_(15/2)(990nm)及~4I_(13/2)→~4I_(15/2)(1 552 nm),这表明Mn~(4+)与Er~(3+)之间存在着有效的能量传递。在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中,最佳的Er~(3+)的掺杂浓度为2%(摩尔分数),进一步增加Er~(3+)掺杂浓度将导致浓度猝灭的发生。Er~(3+)浓度依赖的Mn~(4+)荧光寿命分析进一步表明了在LaAlO_3∶Mn~(4+)/Er~(3+)荧光粉中存在着Mn~(4+)到Er~(3+)的能量传递过程,并且证实其能量传递机理为电四极-电四极相互作用。     

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%。