白色荧光粉ZnWO4:Dy3+,Eu3+的制备及发光性能

采用高温固相法合成系列以ZnWO₄基质、Dy ³⁺,Eu³⁺作为激发离子的白色荧光粉, 并通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱对荧光粉的物相结构和发光性能进行了研究。在 387nm波长激 发下,Dy³⁺的2F₉→⁶H15/2跃迁的蓝光发射及²F₉→ 6H13/2的黄光发射最强。随着Dy³⁺的浓度 增大荧光粉ZnWO₄:Dy³⁺的色坐标由黄光到白光移动,Dy³⁺的最佳掺杂浓度 是12%,此 时荧光粉的色坐标为(0.321,0.341)。在ZnWO₄:Dy³⁺中加入Eu³⁺可以使 荧光粉的色 坐标更接近于标准白光并向暖白光区移动,当Dy³⁺的浓度为12%时,加入浓度1~8%的 Eu³⁺,其色坐标都在白光区且当其浓度等于2%时色坐标(0.346,0.339)最接近标准白光(0.33,0.33),并可观察到Dy³⁺向Eu³⁺的能量传递。     

Tb3+,Eu3+共掺杂SrMoO4的合成及发光性能研究

采用水热法合成SrMoO₄:Eu³⁺,SrMoO₄:T b³⁺,Eu³⁺系列荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、荧光光谱以及色坐标等研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD检测表 明,试样的 结构属四方晶系。EDS测试证明,合成样品含有相应组分元素,没有杂质元素。荧光光谱测 试表明, 在364、397、467nm波长紫 外光和可见光的激发下,SrMoO₄:xEu³⁺的发光光 谱由[MoO₄]原子团的³T₁,³T₂－¹A₁电荷迁移跃 迁峰(536nm波长,绿光),以及Eu³⁺的⁵D 0→⁷F₁(593nm波长,橙红光), ⁵D₀→⁷F₂(615nm,红光),⁵D₀→⁷F ₃(646nm,红光)跃迁发光峰组成。在243、288和396nm波长紫外 可见光激发下,SrMoO₄:0.05Tb³⁺,0.05Eu³⁺的发射光谱包含了:Tb³⁺ 的⁵D₄→⁷F₆(489nm波长,蓝光 )、⁵D ₄→⁷F₅(546nm波长,绿光)、⁵D₄→⁷F₄(582nm波长,黄光)跃迁的发射峰,Eu³⁺的⁵D₀→⁷F 1(593 nm波长,橙红光),⁵D₀→⁷F 2(615nm 波长,红光),⁵D₀→⁷F₃(646nm波 长,红光)的发射峰。改 变激发波长,可以调节SrMoO₄:0.05Tb³⁺,0.05Eu³⁺的发光颜色,存在Tb 3+→Eu³⁺的能量传递。     

YPO4:Dy3+,Eu3+荧光粉的水热合成及白光发射

采用水热法,合成了YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺系列荧光粉。通过X射线衍射(XRD )、扫 描电子显微镜(SEM)、电子散射能谱(EDS)、光致发光(PL)谱和长余辉光谱,分别对样品的物 相、结构和PL进行了表征。 XRD检测表明,合成的样品属四方晶系;荧光光谱测试表明,在234nm紫外光激发下, YPO₄:xDy³⁺,0.06Eu³⁺的 发射光谱呈现Eu3+ 的⁵D₀→⁷F₁(592nm,橙光)和 ⁵D₀→ ⁷F₂(618nm,红光) 的发光峰;而在354nm的激发波长下,YPO₄:0.06Dy³⁺,0.06Eu³⁺的发射光谱 呈现Dy³⁺的4F9/2→⁶H15/2(486nm、蓝 光)和⁴F9/2→⁶H13/2(575nm、黄光)的发光 峰,以及Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁(592nm、 橙光)和⁵D₀→⁷F₂(619nm、红光 )的发光峰。对荧光 衰减谱的双参数拟合证实了Dy³⁺→Eu³⁺能量 传递的存在。色坐标图显示,在234nm紫外光激发下,YPO₄:0.05Dy ³⁺,0.06Eu3+ 是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉。     

YPO4:Ce3+，Tb3+反蛋白石光子晶体的制备及其发光性能的研究

本研究通过自组装法制备得到YPO₄:Ce³⁺ ,Tb³⁺ 反蛋白石光子晶体。对不同光子带隙的YPO₄:Ce³⁺,Tb³⁺的发光光谱进行研 究,可以明显的看出,反蛋白石光子晶体对⁵D₄-⁷F₅跃 迁相对于参考样品有了很明显的抑制。通过不同Tb³⁺离子掺杂浓度对发射光谱和浓度 淬 灭的研究,得出随着Tb³⁺离子浓度的不断增加其Tb³⁺离子的⁵D ₃－⁷FJ和⁵D₄－⁷FJ窄带发射强 度逐渐增大,但其⁵D₄－⁷F₅跃迁(546 nm)的 发光寿命则逐渐减少,光子晶体相对于参考样品 对Tb³⁺的浓度 淬灭抑制明显。这些发现对于进一步研究稀土发光特性以及制备新型发 光器件具有很大的指导 意义。     

K2MgSiO4:Eu3+红色荧光粉的制备与发光性能

采用高温固相反应合成了适合近紫外光-蓝光激 发的K₂MgSiO₄:Eu³⁺红色荧光粉,并对其发光特性进行了研究。X射线衍 射(XRD)测试结果表明,合成样品为纯相晶体。样品激发光谱由O2-→Eu³⁺电 荷迁 移带波长为(200～350nm)和Eu³⁺的特征激发峰(波长为350～500nm) 组成,主峰位于396nm波长处,次级峰位于466nm波长处。在396nm和466nm波长分别激发 下,样品发射峰均由Eu³⁺的⁵D₀→⁷FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619nm波长处发射强度最大。 随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,荧光粉的发光强度增大。在实验测定的浓度范 围内,未出现浓度猝灭现象。样品的色坐标位于红光区,且非常接近NTSC标准。样品发光强 度随温度增加出现温度猝灭现象,发 射峰位置并未出现明显红移。样品中,Eu³⁺在⁵D₀能 级上的荧光寿命约为0.535ms。     

非稀土红色荧光粉Mn4+:Li2TiO3发光特性研究

利用高温固相法成功合成了非稀土类红色荧光粉 Mn⁴⁺:Li₂TiO₃,并对所制得的样品进行X射线衍射(XRD)、吸收谱和荧光发射谱等 表征。在波长为475nm的LED蓝光照射时,获得了最大强度位于〖J P 〗682nm波长处的红色荧光,量 子效率约为10%,其对应Mn⁴⁺自旋²Eg→⁴A 2g。计 算了晶体场强度因子Dq和Racah参数B、C,并据此分析了Mn⁴⁺在Li₂TiO₃中的电 子云重排效应。通 过改变掺杂浓度,分析了Mn⁴⁺掺杂在Li₂TiO₃中的浓度淬灭效 应。最后进行了LED白光性能 测试。     

CaHPO4:Tb3+纳米晶的相演变与发光性能研究

以无水乙醇作反应溶液,采用室温共沉淀,合成 了CaHPO₄:Tb³⁺绿色荧光粉。用X射线衍射(XRD)、 扫描电镜(SEM)、荧光(PL)光谱、热重(TG)和差示扫描量热(DSC)等分别对所得样品的相结构、形貌、发光 性能以及热稳定性进行研究。研究结果表明,在室温条件下,得到了纯三斜相CaHPO₄:Tb ³⁺;当烧结温度为 400℃时,开始出现相结构转变;温度升高到500℃以上时,晶相完全转变为纯四方晶系Ca₂P₂O₇,但样 品的形貌变化很小,都为分散性比较好、尺寸分布比较均匀的纳米颗粒。同时,利用激发光 谱和发射光谱 研究了Tb³⁺在CaHPO₄和Ca₂P₂O₇基质中的发光性能,在波长为370nm紫外光的激发下,都观察到Tb³⁺的特 征跃迁(⁵D₄→⁷FJ,J=3~6),其中以⁵D₄→⁷F₅ 跃迁发射(544nm)为主,而且CaHPO₄:Tb³⁺的发光强度要明 显强于Ca₂P₂O₇:Tb³⁺。     

CaSi2O2N2:Ce3+/Eu2+荧光粉的发光性能研究

采用高温固相反应法制备了CaSi₂O₂N₂:C e³⁺/Eu ²⁺荧光粉,研究了分别掺杂Ce³⁺、Eu²⁺及Ce³⁺/Eu²⁺共掺 杂时荧光粉 的发光特性。CaSi₂O₂N₂:Ce³⁺在333 nm激发下得到宽波段的发射谱,发射峰 位于395nm,随着Ce³⁺浓度的增大,发 射波长出现明显的红移,猝灭浓度为1mol%。CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺在397nm激发下得到峰值位于540nm处的宽波段发射谱, 猝灭浓度为1mol%。对于Ca0.99－2xSi₂O₂N₂:xCe ³⁺,xLi⁺,0.01Eu²⁺荧光粉,在333nm激发下,位于395nm处的发射峰十分微 弱,在540nm处有宽带发射,随着Ce³⁺浓度增大,位于540nm处的Eu²⁺的特征 发射显著增强。对于Ca0.98－ySi₂O₂N₂: 0.01Ce³⁺,0.01Li⁺,yEu²⁺荧光粉,在激发光波长 为333nm,Eu²⁺浓度较低时,可以观察到两个发射带,峰值分 别位于395nm及540nm,随着Eu²⁺浓度增加,位于395nm的 发射强度一直减小,而540nm处的发射强度先增加后减小,猝灭浓 度为0.4mol%。证实了Ce³⁺,Eu²⁺之间发生了有效的能 量传递。计算出Ce 3+、Eu²⁺之间能量传递的效率ηT,在Eu²⁺浓 度为 1mol%时ηT趋于饱和,达到97.7%。通过计算,得到Ce3+ 与Eu²⁺之间的能量传递方式为电偶极-电偶极相互作用。     

红色荧光粉YF3:Eu3+,Gd3+的制备及发光性能

采用水热法合成了YF₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺系列荧光粉。通过X射线衍 射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱(EDS)、光致发光(PL)和长余辉光谱分别对样品的物相、 结构、形貌、 表面元素、PL和荧光寿命进行了表征。XRD检测表明,合成的样品属正交晶系。ED数据验 证了合成样品的表面元素组分。PL光谱测试表明,YF₃:xE u³⁺的激发光谱由200～300nm的宽带和Eu³⁺ 的系列窄带激发峰组成,YF₃:0.14Eu³⁺,0.08Gd³⁺的 激发光谱由200～300n m的宽带和Eu³⁺,Gd³⁺的系列窄带 激发峰组成。在319nm紫外光激发下,测得YF₃:xEu³⁺ 材料的发射光谱为一个多峰谱,主峰位于593,3nm。 当Eu³⁺掺杂物质的量的浓度大于14%时,出现了浓度猝灭现象。在319nm紫外光激发下,YF₃:0.14Eu³⁺, 0.08Gd³⁺的发射光谱出现Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁ (593nm,橙光)、⁵D₀→⁷F₂(613nm,红光)跃迁发光峰,此时,Gd³⁺ 的掺杂能增强Eu³⁺的发光。通过色坐标分析可知,当激发波长为374nm时,YF₃: 0.14Eu³⁺的色坐标为 (0.337,0.239),是很好的红色发光粉。对YF ₃:xEu³⁺和YF₃:0.14Eu3+ ,0.08G d³⁺的荧光衰减曲线的拟合证实,存在Gd³⁺→Eu³⁺的能量传递。     

用于白光LED的KNaCa2(PO4)2:Eu2+蓝色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了蓝色荧光粉KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺,利用X射线衍射(XRD)和光谱技术等表征了材料的性能。结果显示,少量Eu 2+的掺入并没有影响KNaCa₂(PO₄)₂的晶体结构。 在399nm近紫外光激发下,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺材料发 射蓝光,发射光谱为400～600nm, 主发射峰位于471nm,对应Eu²⁺的4f^65d1→ 4f⁷跃迁发射;471nm发射峰,对应的激发光 谱为250～450nm,主激发峰位于399nm,与近紫外芯片匹配很好。 以365nm近紫外光作为 激发源时,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺材料的发射强度约为商用蓝色荧光粉BAM:Eu 2+的85%;而以 399nm近紫外光作为激发源时,相较于BAM:Eu²⁺,KNaCa₂(P O₄)₂:Eu²⁺材料具有更强的发射强 度。此外,KNaCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺和BAM:Eu²⁺的CIE色坐标接近,均位于蓝 色区域,色坐标分别 为(0.154,0.154)和(0.141,0.112)。研究结果 表明,KN aCa₂(PO₄)₂:Eu²⁺是一种在三基色白光LED中有应用前景的蓝色荧光粉。     

WO3/NiWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能

采用两步水热法在导电玻璃(FTO)上制备了WO₃/NiWO₄复合薄膜。通过XRD,SEM表征了WO₃/NiWO₄复合薄膜的组成结构及微观形貌,利用UV-Vis、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试分析了WO₃/NiWO₄复合薄膜的光电性能。结果表明:WO₃/NiWO₄复合薄膜相较于WO₃薄膜具有更好的光吸收特性、光电流密度和光电催化活性,其中水热反应3h的WO₃/NiWO₄复合薄膜的光电化学性能最佳。WO₃/NiWO₄-3h在1.4V(vs.Ag/AgCl)时的光电流密度为1.94mA/cm²,光电催化210min对亚甲基蓝溶液的降解效率为57.1%。交流阻抗图谱表明WO₃/NiWO₄薄膜的电荷转移电阻小于WO₃薄膜,光电化学性能更优。     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

荧光粉Sr2SiO4:Eu2+中不同格位发光研究

采用高温固相反应法制备了Sr₂SiO₄:xEu²⁺荧光粉,研究Eu²⁺所占据的 Sr₂SiO₄中Sr1和Sr2两个不同格位及掺杂浓度和激发波长对格位发光的影响。荧 光粉发射光谱为一双峰的宽发射光谱,可拟合为峰值位置位于480nm 和530nm的两条高斯曲线,分别对应Eu²⁺所占据的Sr1和Sr2两 个不同格位的发射。随着 Eu²⁺掺杂浓度增加,Sr1和Sr2格位的发光强度均出现浓度猝灭现象,Sr2格位的 长波长发射峰出现明显红移现象,而Sr1格位的短波长发射峰发生红移-蓝移-红 移现象,这与Sr1和Sr2格位的优先占据以及格位间能量传递有关。随着激发波 长的增加,Sr2格位的长波长发射的发光强度与Sr1格位的短波长发射的发光强 度比值增加,占据不同格位的Eu²⁺对不同激发波长表现出明显的选择激发效应。     

Eu3 ,Li 共掺杂ZnO:Zn荧光粉的制备及发光性质

在还原气氛下利用高温固相反应法制备了Eu3 ,Li 共掺杂的ZnO:Zn 荧光粉.在近紫外光激发基质条件下,该荧光粉材料具有强的来自Eu3 的4f组态内跃迁线状发射及来自基质缺陷相关的绿色可见宽带发射.测量了稳态光谱,漫反射及时间分辨光谱以研究该材料的发光性质及基质向稀土离子的能量传递过程.在还原气氛下因在导带下形成了一系列浅施主能级,暂时储存激发能,施主中心浓度增加使得基质向稀土离子的能量传递效率增强.通过与纯Eu2O3粉末的光谱对比分析,确定了在此材料体系中存在处于两种局域环境的Eu3 .由于在近紫外区的强且有效的吸收,此材料有望成为应用于近紫外激发发光二极管的新型荧光粉.     

近紫外基白光LEDs用NaY(MoO4)2:Eu3+材料的发光特性

采用固相法于550℃灼烧4h,合成了Eu³⁺ 单掺杂的NaY(MoO₄)₂材料,研究了材料的 发光特性。X射线衍射(XRD)结果显示,掺杂少量杂质的材料仍为纯相的NaY(MoO₄)₂。以 393nm波长 近紫外光作为激发源时,NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺可以发射主峰位于616nm波长的红色光,对应Eu³⁺的 ⁵D₀-⁷F₂跃迁发射。研究发现,增大Eu³⁺掺杂量 时,对应材料的发射强度会逐渐增大,但是 未发现浓度猝灭现象,通过相应的衰减曲线解释了此结果。测量不同Eu³⁺掺杂量下 , NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺的色坐标结果显示,色坐标基本不变,位于红色区域。上述 结果表明, NaY(MoO₄)₂:Eu³⁺在白光LEDs领域有一定的应用潜力。