(Gd1-x,Prx)2O2S闪烁陶瓷粉体的合成及光致发光研究

以Gd2O3、Pr6O11和H2SO4为原料,通过H2还原法合成不同浓度Pr3 离子掺杂的(Gd1-x,Prx)2O2S闪烁陶瓷粉体.利用DTA-TG-DTG、FT-IR 、XRD、SEM、光致发光(PL)光谱等测试手段对合惩的粉体进行了表征.研究表明,将Gd2O3和Pr6O11与稀H2SO4在100℃加热搅拌,制备出2Gd2O3·(Gd1-x,Prx)2(SO4)3·12H2O前躯体.前驱体在750℃煅烧2h可获得(Gd1-x,Prx)2O2SO4粉体,该粉体在H2气氛下750℃还原1h可以转化为具有疏松和多孔蜂窝状结构的单相(Gd1-x,Prx)2O2S闪烁陶瓷粉体.(Gd1-x,Prx)2O2S粉体在307nm的紫外光激发下呈现绿光发射,主发射峰位于511nm,归属于Pr3 离子的3P0-3H4跃迁.发光强度随Pr3 离子浓度的变化而变化,当Pr3 离子的摩尔分数为1.000%时,粉体具有最高的发光强度.     

微波场作用下Gd2O2S：Tb绿色荧光粉的快速合成及其发光特性

首次采用微波法，快速合成了Gd2O2S：Tb绿色荧光粉，用X射线粉末衍射（XgD）、扫描电镜（SEM）、荧光分光光度计等对合成产物的结构、形貌、以及发光特性进行了研究。结果表明，材料的晶体结构为六方晶系，与Gd2O2S的相同,颗粒的形貌为类球形，分散性很好，尺寸在1μm左右,Gd2O2S：Tb的激发光谱呈带状，主峰位于298nm,发射光谱由384、418、439、471、498、547、590、624nm的一系列窄带发射峰组成，归属于Tb^3＋从^5D4、^5D3能级到^7FJ（J=0-6）的跃迁。主发射峰位于547nm，对应于^5D4→^7F5的能级跃迁，导致一种绿光发射,研究发现Tb的掺杂浓度对样品主发射峰的强度有着很重要的影响，在5％（摩尔分数）时达到最大，继续增加Tb的浓度，出现浓度猝灭现象，同时对浓度猝灭的机理进行了探讨。     

蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7:Eu2+,Ln3+的合成和性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土掺杂的Sr2MgSi2O7:Eu2 0.02,Ln3 0.04(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Ln3 的晶体结构均为四方晶系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于402nm处,次激发峰位于415nm处,与高温固相法制得的样品相比,激发峰发生了明显的红移;发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于468nm附近,是由典型的Eu2 的4f5d-4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度与余辉性质有所差别,其中Dy3 是最理想的共掺杂稀土离子,Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Dy3 的亮度最高、余辉时间最长,可达5h以上;而Sr2MgSi2O7:Eu2 ,Sm3 的发光强度最低,余辉时间最短.     

Gd2O2SO4∶Eu3+亚微米棒的水热合成及发光性能

以Gd2O3、Eu2O3、H2SO4和NaOH为实验原料,采用水热法合成了Gd2O2SO4∶Eu3+亚微米棒。XRD和FT-IR分析表明,前驱体Gd2(OH)4SO4·nH2O通过水热合成和随后的热处理(900℃,2h)能转化成纯相Gd2O2SO4。FE-SEM显示,Gd2O2SO4粉体具有边长500～800nm、长度大于10μm的亚微米棒状结构。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Gd2O2SO4∶Eu3+的主发射峰位于618nm,呈现红光发射,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁,其跃迁具有单指数衰减行为,荧光寿命为1.13ms。     

Gd2O2S发光材料的长余辉发光行为

使用固相合成技术制备了一系列Gd2O2S长余辉红色发光材料.在243nm紫外光激发下,具有很好的长余辉特性.这些发光材料具有多个发射峰,橙红色余辉发光是这些发射峰共同作用的结果.长余辉的形成是共激发离子Mg2+,Ti4+在Gd2O2S基质中形成一定浓度的电子陷阱的结果.在掺杂离子中,Ti4+的掺杂优于Mg2+的掺杂,而二者的共同掺杂获得了余辉特性更好的橙红色长余辉发光材料.     

Ce,Pr:YLuAG原料合成、晶体生长及LED应用

采用共沉淀法合成了Ce,Pr:YLu AG粉末,在1450℃下煅烧可获得石榴石结构纯相。经过压制成型、固相烧结等工艺制备了多晶料棒,TEM显示二次烧结获得的料棒具有良好的结晶性。采用光学浮区法生长了Ce,Pr:YLu AG晶体。晶体通体透明,呈浅黄色,肩部有少量裂纹。透过率达到81.8%,接近于理论值84.2%。晶体在460 nm波长激发下呈现530 nm发射带和610 nm发射峰,分别对应Ce3+和Pr3+的特征发射,表明Ce3+可以向Pr3+进行能量转移;在487 nm激发下晶体仅出现Pr3+离子的特征发射峰。Ce,Pr:YLu AG晶体色坐标为(0.474,0.495),比商用Ce:YAG荧光粉更靠近红光区域,可以弥补现有荧光粉不足,更适合制造白光LED。     

新型黄绿色发光材料Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+的合成及光谱分析

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型荧光粉Sr2MgSi3O9 :Tb3+、Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+,用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明,所合成的发光材料与Sr2MgSi2O7具有相似的晶体结构,同属四方晶系.样品一次颗粒近似球形,粒径在100nm左右.Sr2MgSi3O9:Tb3+的激发光谱为一位于249nm的宽带,发射光谱主要由473、491、547、585nm等一系列发射峰组成,其中473nm(5D3→<7F3)为主发射峰,547nm(5D4→7F5)为次发射峰;样品Sr1.955MgSi3O9:Tb3+0.04,Ce3+0.005的激发光谱由峰值分别位于249和335nm的双激发带组成,其中后者为主激发带.在335nm激发下,其发射光谱由两部分组成,其中400nm附近的带状发射对应于Ce3+的发射,而491、547、588nm处的发射峰归属为Tb3+的5+D4→7FJ(J=6,5,4)跃迁发射,最强峰位于547nm,对应Tb3+的5D4→7F5跃迁.此外,探讨了Ce3+掺杂量对样品发光亮度的影响,发现Ce3+可以把能量传递给Tb3+,对Tb3+起到敏化作用.     

微波均相沉淀法制备Ce:(Y,Gd)_3Al_5O_(12)荧光粉

以Y2O3,Gd2O3,Ce(NO3)3·6H2O,Al(NO3)3·9H2O为原料,采用微波均相沉淀法制备了Ce:(Y,Gd)3Al5O12前驱体,经1100℃煅烧得到粒径在100nm左右的近球形粉体。测试结果表明:该粉具有良好的荧光性能,呈现宽带激发和宽带发射,激发主峰在456nm,半高宽约为60nm,在460nm入射光的激发下,发射峰在566nm左右,半高宽约为125nm。由于Gd3+的掺入改变了基体的晶场结构,致使发射光谱发生了红移。     

铈掺杂黄色荧光粉（LuGd）2CaMg2Si3O12的发光性能研究

在还原气氛下采用高温固相法合成了钇铝石榴石结构的荧光粉Lu2CaMg2Si3O12∶R(Ce3+,Gd3+),其中Gd3+的浓度变化为1~5 mol%。利用X射线衍射仪对其物相进行分析,结果显示:Ce3+的掺入使晶相结构不稳定,出现了少量杂相,而掺入少量Gd3+时,晶相结构不再变化。利用荧光光谱仪对其光学性能进行研究,结果发现随着Ce的浓度增大,发光强度先增大后减小且同时伴随着少许的发光红移,在2 mol%出现浓度淬灭;Gd的掺入对红移的贡献比较明显,最大波长从561 nm(1%Gd)→568 nm(5%Gd),同时也发现发光强度有明显的下降。这种荧光粉的激发波长在465 nm左右,与蓝光LED芯片的发射中心相吻合,而且发射峰明显比YAG要长,所以这种荧光粉能很好的补充YAG的显色性。     

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%。     

Preparation of Gd_2O_2S:Pr Scintillation Ceramics by Pressureless Reaction Sintering Method

Fabrication of Gd2O2S:Pr scintillation ceramics by pressureless reaction sintering was investigated. The 2Gd2O3·(Gd,Pr)2(SO4)3·mH2O precursor was made by hydrothermal reaction using commercially available Gd2O3, Pr6O11 and H2SO4 as the starting materials. Then single phase Gd2O2SO4:Pr powder was obtained by calcining the precursor at 750°C for 2 h. The Gd2O2SO4:Pr powder compacts can be sintered to single phase Gd2O2S:Pr ceramics with a relative density of 99% and mean grain size of 30 μm at 1750°C for 2 h ...     

Y2O2S:0.03Eu,0.03Ti的长余辉特性及Ti向Eu3+的余辉传能机制

采用高温还原法合成了Eu，Ti共激活橙红色Y2O2S长余辉发光材料，并测量了Y2O2S：0．03Eu,0．03Ti磷光体的荧光光谱，余辉分辨和余辉衰减曲线谱．实验结果表明，Y2O2S：0．03Eu,0．03Ti磷光体的发射谱由一系列Eu^3＋离子内部能级跃迁的尖峰组成；余辉分辨谱则不同，由一个主峰位于565nm的宽发射带和一系列波长范围位于500nm以上的窄发射带两种峰形组成，可分别归为Ti离子的宽带余辉发射和三价Eu^3＋的线状余辉发射,分析认为，样品中存在Ti余辉发射向Eu^3＋内部能级间产生选择性的余辉传能机制，从而导致Y2O2S：0．03Ti，0．03Eu磷光体中同时出现两种发光中心离子的余辉分辨谱现象．     

The sol-gel process synthesis of GdAl3(BO3)4:Eu3+ nanophosphors

GdAl3(BO3)4:Eu3+ red phosphors were prepared using citric acid as complex agent by sol-gel technique. The preparation conditions of the precursor synthesis, including crystallization temperature and crystallization time were investigated. Their structure and luminescence properties were characterized by X-ray diffraction (XRD) analysis and fluorescence spectrometry. The results showed that GdAl3(BO3)4:Eu3+ phosphor crystallized at 960 degrees C for 2 h have been synthesized by sol-gel method. The phosphor is distributed into hexagonal system and the lattice parameters are a = 9.2992 nm c = 7.2577 nm. The excitation spectrum of Gd(0.95)Al3(BO3)4:Eu(0.05)3+ samples is complex and the frequency scale is wide. It consists of a number of main excitation transitions namely 8S(7/2) --> 6IJ (270 nm) of Gd3+, and the others 7F0 --> 5L6 (400 nm), 7F0 --> 5D2 (472 nm) and 7F0 --> 5D1 (542 nm) of Eu3+. The main emission peaks are 614 nm and 619 nm, which are the characteristic emission peaks of Eu3+. These emission peaks correspond to the transition from 5D0 to 7F2 of Eu3+. The shape and the wavelength range of the emission spectrum are similar when the sample was excited by different excitation spectrum. Only the relative intensity of the emission peaks is different from each other.     

Ce3+共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的发光性能和颗粒形貌的影响

采用化学反应与高温固相反应相结合的方法制备了Ce3和Eu3+共掺杂Y2O3荧光粉,利用X射线衍射和扫描电镜分析,发现Ce3+离子共掺杂对Y2O3:Eu3+荧光粉的颗粒形貌有显著的影响,随着Ce3+离子浓度的改变,形貌可从球型转变为管状.荧光光谱分析表明,所制备的共掺杂荧光粉主要发射位于614纳米的红光峰和位于587纳米...     

Pr3+摩尔浓度对CaTiO3:Pr3+红色长余辉材料的影响

制备了不同Pr^3 摩尔浓度下的CaTiOs：Pr^3 红色长余辉材料，测量了磷光体的的初始亮度、余辉曲线、激发光谱和发射光谱、热释光曲线。研究发现CaTiO3：Pr^3 合适的Pr^3 摩尔浓度为0．1％—0．2％，在该摩尔浓度下，材料具有较好初始亮度和余辉时间。     

沉淀-燃烧法合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料

通过沉淀-燃烧法合成了SrAl2 O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料,对合成样品进行了物相、形貌、发光特性研究,探讨了尿素用量对材料发光性能的影响.结果表明,当尿素用量为原料中金属硝酸盐总物质的量的6倍时,产物主晶相为单斜晶系的SrAl2O4;激发、发射光谱均为宽带谱,峰值分别位于368nm、518nm处;测得初始发光亮度为18700mcd/m2,在暗室中放置9天后,仍可观察到明显发光现象.     

Up-conversion fluorescence of Tm3+ and Gd3+ in Yb3+/Tm3+ co-doped Gd2O3 nanocrystals

Through a co-precipitation method Gd(OH)3:20%Yb3+, 1%Tm3+ nanorods were synthesized. After sintered at 900 degrees C for 1 h in air, the as-prepared Gd(OH)3:20%Yb3+, 1%Tm3+ nanorods were converted into Gd2O3:20%Yb3+, 1% Tm3+ nanocrystals. Crystalline phases, sizes, and morphologies of the two samples were characterized by X-ray diffraction and field emission scanning electron microscope. The up-conversion (UC) fluorescence spectra of the Gd2O3:20%Yb3+, 1%Tm3+ nanocrystals were recorded by using a fluorescence spectrophotometer with a 980 nm continuous wave laser diode as excitation source. The nanocrystals not only present characteristic blue and ultraviolet (UV) UC emissions of activated Tm3+, but also show UV UC emissions of host Gd3+. The experimental study suggests that the excitation power has great effects on UC fluorescence properties and the energy transfer from Tm3+ to Gd3+ is very efficient.     

燃烧法合成超细SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料

利用氧化还原反应燃烧过程合成SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,采用荧光光谱、X射线衍射、扫描电镜、余辉测试等多种测试手段研究产物的性质,并从多方面与高温固相法合进行对比。结果表明:燃烧法合成的产物为单斜晶系的SrAl2O4,结晶干净完整,晶粒尺寸在0.3～1μm之间;光谱分析显示燃烧法合成材料发射波长为514 nm。相比高温固相法,燃烧法在工艺上具有低温、快速、节能的优点,所得产物易于粉碎,晶粒大大减小。     

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。