低温单斜相BiPO_4∶Tb~(3+)纳米晶的合成及其发光性能

以无水乙醇为反应溶液,采用室温共沉淀制备了低温单斜相BiPO4∶Tb3+绿色荧光纳米材料,并进行高温烧结处理。利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱分别对所得样品的相结构、形貌以及发光性能进行研究。结果表明:通过高温烧结,样品没有发生晶型转变,仍然保持单斜相结构和纳米颗粒形貌。同时,Tb3+离子作为绿色发光中心进入到BiPO4的晶格中取代Bi 3+的格位,在370nm激发下,观察到Tb3+离子的特征跃迁(5D4→7FJ,J=6~3),其中以5D4→7F5跃迁发射(543nm)为主;并考察了BiPO4∶Tb3+纳米晶发光强度随Tb3+掺杂量的变化关系,发现其淬灭浓度高达20mol%。     

二元溶剂热法合成花生状CaWO_4∶Tb~(3+)及其发光性能研究

分别以水和乙醇、乙二醇的二元溶剂热法及热处理合成四方晶系CaWO_4∶Tb~(3+)球状、花生状微晶结构,利用XRD、SEM、FT-IR、DRS和PL等对其结构和形貌及性能进行表征。在不同溶剂中,反应温度为120℃,反应时间为24h的溶剂热条件下所得前驱物置于600℃煅烧后分别得到四方晶系CaWO_4∶Tb~(3+)微球、花生状微晶结构;用253nm的紫外光激发产物都发射出绿色光;花生状CaWO_4∶Tb~(3+)的荧光强度明显强于微球。     

CaWO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)白色荧光粉的制备及其发光性能

在不添加助剂的条件下,用微波共沉淀法法制备了铕、铽(Eu~(3+)、Tb~(3+))共掺杂的钨酸钙(CaWO_4)荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,对荧光粉的物相组成、形貌和发光性能进行了分析。研究了Eu~(3+)、Tb~(3+)的掺杂比例及总掺杂量、反应温度及反应物浓度对荧光性能的影响。结果表明,Eu~(3+)、Tb~(3+)的掺杂摩尔比例、总掺杂量、温度以及反应物浓度对荧光粉的发光性能均能产生影响,其中在温度为80℃、反应物浓度为0.12mol/L且Eu~(3+)和Tb~(3+)总物质的量比金属离子总物质的量为13.1%时,得到的Eu~(3+)、Tb~(3+)共掺荧光粉在256nm激发下发射光谱色坐标为(0.270,0.236),位冷白光区。     

SrWO_4纳米材料的制备及其发光性能

采用反相微乳液法和溶剂热法制备了SrWO4纳米材料,探讨了反应条件对产物的结构和形貌的影响,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和光致发光(PL)谱等手段表征了产物结构、形貌,测试了发光性能。结果表明,采用微乳液法制备SrWO4材料时,反应时间和表面活性剂浓度是影响SrWO4产物形貌的重要因素,通过改变这2个因素得到了不同形貌的SrWO4纳米材料,如菜花状、树杈状、花束状等。而溶剂热法只得到SrWO4纳米颗粒。室温PL谱表明,所制备的SrWO4材料具有较强的绿光(400～450nm)发射光谱。     

水热和高温烧结对BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶发光性能的影响

通过室温共沉淀制备了BiPO_4和BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶,研究了水热和高温烧结处理对室温合成BiPO_4:Tb~(3+)纳米晶的相结构、形貌以及发光性能的影响。X-射线衍射(XRD)分析显示所有样品均为低温单斜相结构的BiPO_4,并通过透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)进一步观察了纳米晶的形貌变化以及纳米晶表面微结构。荧光测试结果表明,在370nm激发下,光谱显示出Tb~(3+)离子的特征跃迁,且以~5D_4→~7F_5跃迁发射(544nm)为主峰。通过进一步优化纳米晶的结晶度、表面吸附水和乙醇等因素对发光性能的影响,获得了最佳的发光性能。     

白光LED用BaSrMoO_4:Pr~(3+)粉体的共沉淀合成及其发光性能研究

为制得LED用红色荧光粉,以Na2MoO4溶液为沉淀剂,采用共沉淀法制得前躯体,在马弗炉中经900℃灼烧2h,Pr3+的掺杂浓度为2at%时,成功地合成BaSrMoO4:Pr3+粉体。并对样品分别进行了x射线衍射分析、扫描电镜测试和荧光光谱等测定。该荧光粉可被400~500nm的蓝光范围有效激发,红色荧光粉的激发峰位于451nm,发射光谱在647nm处较强的发射峰,与Pr3+的3P0→3F2跃迁对应。     

Ce~(3+)浓度对YVO_4:Ce~(3+)晶体发光性能的影响

利用提拉法生长了掺杂浓度为1.0at%~10.0at%的YVO_4:Ce~(3+)单晶,XRD分析显示Ce~(3+)的掺入没有改变晶体结构。晶体的激发和发射谱测试表明,在325 nm激发下YVO_4:Ce~(3+)发射出峰值在445 nm的蓝光和620 nm附近的红光。蓝光发光强度随Ce~(3+)浓度增加而增强,当浓度为8.0at%时达到最强,10.0at%时出现浓度淬灭,发光减弱;红光则随着Ce~(3+)浓度的增加而持续增强。通过实验分析推测蓝光来源于Ce~(3+)电子从激发态~2D_(3/2)到基态~2F_(5/2)的跃迁,而红光则是由于V~(4+)的电子能级跃迁而形成的。XPS测试显示部分Ce~(3+)失去电子被氧化成为Ce~(4+),失去的电子大部分被V~(5+)捕获形成V~(4+)。V~(4+)的d轨道分裂为三个轨道单态~2A_1、~2B_1、~2B_2和一个轨道简并态~2E等4个能级,基态为~2B_2。V~(4+)中电子通过能量传递、辐射跃迁和无辐射跃迁等过程,可以实现波长在620 nm附近的红光发射以及在620 nm激发下的451 nm蓝光上转换发光。实验证实了上转换发光为双光子过程。研究结果对紫外激发下YVO_4:Ce~(3+)红、蓝光发光行为提供了理论支撑。     

Ni~(2+)离子掺杂Ag_3PO_4纳米微球的水热合成及其光催化性能

以硝酸银、磷酸氢二钠为主要原料,采用水热法制备了高催化活性Ni~(2+)离子掺杂磷酸银(Ag_3PO_4)光催化剂,通过XRD、SEM、FT-IR、UV-Vis、DRS和PL等对其进行表征。以亚甲基蓝溶液为模拟废液进行光催化降解实验来评价磷酸银光催化活性,探讨了掺杂不同摩尔质量Ni~(2+)离子对产物催化性能的影响。结果表明,产物为立方晶相磷酸银纳米微球。0.08g试样经过可见光催化降解浓度为8mg/L的亚甲基蓝溶液(200mL),催化降解6min后,掺杂摩尔分数为2%Ni~(2+)的Ag_3PO_4样品降解率为94.52%,3次循环降解后,降解率达仍达到89.76%。     

绿色荧光粉Y_2GeO_5:Bi~(3+),Tb~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相法制备绿色荧光粉Y2GeO5∶Bi3+,Tb3+,利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪和光致发光光谱对其性能进行表征,并探讨Bi3+和Tb3+离子掺杂量对发光性能的影响。结果表明,掺杂Bi3+和Tb3+分别作为敏化剂和发光中心进入到Y2GeO5的晶格中,最佳掺杂量分别为1.2%、8%(摩尔分数);样品为类球形颗粒,其d50为6.39μm;峰值为314 nm的激发带由Bi3+离子、基质激发峰以及Tb3+的7F6→5D1复合而成;在314 nm波长激发下,发射光谱呈现峰值为373 nm宽带和位于430⁶50 nm的多个锐利峰;Bi3+离子掺杂使5D4→7F5的发光强度提高3倍。     

绿色荧光粉Zn_2Ca(PO_4)_2:Tb~(3+)的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+,测定了该荧光粉的XRD图谱、激发光谱及发射光谱。XRD图谱表明在高温还原气氛下合成了纯相的荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+。该荧光粉的激发谱位于340～400nm。在紫外激发下主要发射峰位于490、544、584、622nm,对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的特征发射。考察了Tb3+的掺杂浓度对样品发光效率的影响,分析了Tb3+的544nm发射的自身浓度猝灭机理并探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光的影响。此绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+是一种很有潜力的适于UVLED管芯激发的发光粉。     

Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶燃烧法制备了Gd_2(MoO_4)_3∶Sm~(3+),Tb~(3+)荧光粉,采用XRD、SEM和荧光光谱仪对样品的晶体结构、形貌及发光性能进行分析。结果表明:合成了正交晶系β′-Gd_2(MoO_4)_3,平均粒径为1μm左右。在254nm紫外光激发下,随着Sm~(3+)和Tb~(3+)掺杂浓度的变化,荧光粉颜色实现了红色→黄色→绿色的颜色可调,同时可观察到Tb~(3+)到Sm~(3+)的有效能量传递和Tb~(3+)的浓度淬灭现象。     

水热法合成NaYF_4∶Er~(3+)/Pr~(3+)上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒、硝酸镨为原料,采用水热法合成了NaYF4∶Er3+/Pr3+上转换荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等方法对产物的形貌、结构和发光性能进行表征。结果表明,NaYF4∶Er3+/Pr3+粉体外观主要是六边棱柱,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm激光激发下表现出了强的上转换发光性能。其中波长520.5nm和539nm位置为绿光发射,在652m位置为红光发射,分别对应的是Er3+离子的2 H11/2→4 I15/2、4 S3/2→4 I15/2跃迁发射和4 F9/2→4 I15/2跃迁发射。Pr3+上电子向Er3+的能量迁移提高了发光强度。     

SiN_x:Tb~(3+)薄膜中Tb~(3+)与银表面等离激元耦合

本文采用PECVD方法在石英衬底上生长不同剂量比的氮化硅薄膜SiNx,并利用离子注入方法在SiNx中注入Tb3+离子。然后通过在SiNx薄膜表面沉积银岛膜,研究了银表面等离激元和SiNx:Tb3+发光的相互作用。研究发现,银岛膜的存在降低了SiNx:Tb3+发光荧光寿命,而且SiNx:Tb3+发光荧光寿命随着银岛膜厚度的增加而减小。而氮化硅薄膜中的硅纳米晶也会影响Tb3+的光模密度,并对SiNx:Tb3+发光荧光寿命产生影响。     

CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)低温合成及其发光行为

以高纯的 Eu_2O_3,金属 Bi,CaCO_3,Li_2CO_3以及 Si(OC_2H_5)_4(A.R.)为原料,采用溶胶-凝胶法,合成 CaO-SiO_2:Eu~(3+),Bi~(3+)。合成温度较高温固相反应法低300—400℃。最佳组成为0.89CaO-SiO_2:0.045Eu~(3+),0.01Bi(3+)。利用红外光谱、X 射线粉末衍射谱、热重及差热分析研究了由凝胶向发光晶体的转变过程。通过激发光谱和发光光谱的研究,发现 Bi~(3+)离子向 Eu~(3+)离子的能量转移是十分有效的。     

YVO_4:Eu~(3+)纳米晶的沉淀合成及发光性质

采用沉淀法合成了Eu3+不同掺杂浓度的YVO4:Eu3+纳米晶。利用X射线衍射和荧光光谱对材料的结构、发光性能进行了研究。XRD研究结果表明:在较低温度下合成的样品为四方相YVO4,纳米粒子的晶粒尺寸为7nm。发射光谱和激发光谱的研究表明:宽的激发带主要来自于Eu-O和V-O的电荷迁移带。发射峰来自于5D0-7FJ的跃迁。纳米YVO4:Eu3+的猝灭浓度为12%,荧光寿命随Eu3+离子的浓度的增加而缩短。     

B位Zr~(3+)掺杂CaTiO3_:Pr~(3+)红色发光材料的发光性能研究

制备了不同Zr/Ti比的CaTi1-xZrxO3∶Pr3+(x=0～0.07)系列红色发光材料。采用X射线衍射检测了样品结构,测量了样品的激发光谱、发射光谱和反射光谱特性,讨论了B位Zr掺杂对CaTiO3∶Pr3+发光性能的影响。结果表明,Zr掺杂使样品在612nm处的红光发射强度大大提高。当x=0.025时,样品发光强度达到最强,是CaTiO3∶Pr3+发光强度的299%。发光强度的提高是由于Zr的加入使基质中电荷转移态位置处于导带和Pr3+的4f5d能级之间,使能量传递通道得到增加而导致的。     

白光LED用白光荧光粉Gd_2MoB_2O_9:Eu~(3+),Tb~(3+)的制备及其发光性能研究

采用高温固相法首次合成了由Eu3+和Tb3+共激活的Gd2MoB2O9白色荧光粉,并对其发光性质进行研究。该荧光粉在近紫外光(375nm)激发下发出较强的白色荧光(常温),光谱测试显示Gd2MoB2O9∶Eu3+,Tb3+的发射光谱中存在3个发射峰,分别位于486,543和613nm处,能够合成较理想的白光;激发光谱在250~400nm处均有较强的吸收,能与紫外LED很好地匹配,适用于白光LED。     

Sm~(3+)掺杂SrMoO_4∶Eu~(3+)发光材料制备及性能研究

采用水热法制备了铕、钐共掺杂的钼酸锶(Sr_(1-x-y)MoO_4∶xEu~(3+),ySm~(3+))系列发光材料,对样品的晶体结构、微观形貌和发光特性进行了研究。结果表明:制备的样品均具有体心四方白钨矿结构;样品的颗粒比较均一,分散性较好,颗粒粒径1~2μm;三价稀土铕离子(Eu~(3+))和钐离子(Sm~(3+))共同掺杂样品的激发光谱由位于350~500nm的系列激发峰构成,同时存在Eu~(3+)和Sm~(3+)的特征激发峰,激发主峰位于395nm和465nm,表明样品能被近紫外光和蓝光有效激发;其发射主峰位于615nm,Sm~(3+)的掺杂能对Eu~(3+)起敏化作用,增强Eu~(3+)的红光发射强度;Eu~(3+)、Sm~(3+)的最佳掺杂量分别为x=0.04,y=0.03,制得的Sr_(1-x-y)MoO_4∶xEu~(3+),ySm~(3+)发光材料的最强相对发射强度达5000(光栅狭窄缝均为5.0测试条件下),具有较好的发光性能。     

Er~(3+)掺杂调控NaY(WO_4)_2:Dy~(3+)的上转换发光性能

采用水热法合成出Dy~(3+),Er~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2荧光粉。利用XRD和SEM对样品的晶体结构及形貌进行表征。研究了上转换发光性能和Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁的荧光衰减曲线,并讨论了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。结果表明:所有合成的样品均具有NaY(WO_4)_2四方相结构;加入聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂,可得到分散性良好的微米针状球;在780 nm近红外光激发下,观察到了480 nm蓝光、576 nm黄光、531 nm及554 nm绿光发射峰,其中蓝光和黄光分别来自Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)与~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁,绿光发射由Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁产生。通过研究荧光光谱和荧光衰减曲线,证实了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程,且该能量传递的机制为电偶极–电偶极相互作用。通过调节NaY(WO_4)_2:1.0mol%Dy~(3+),xmol%Er~(3+)荧光粉中Er~(3+)的浓度,可实现由准白光到蓝光的转变。     

红色发光材料MgTiO_3:Eu~(3+)的水热合成研究

以MgSO4、TiC4为镁源和钛源,以NaOH为矿化荆,向体系内添加Eu3+,在有聚四氟乙烯衬的高压反应釜内以60%的填充度、以220℃的反应温度通过90～200h的反应时间制得MgTiO3:Eu3+粉体.XRD分析表明相纯度较高.FS结果显示,产品有294nm和483nm2个激发峰;发射峰位于615nm,颜色较纯.该方法具有合成温度低,产物发光亮度好,不用焙烧和球磨就能得到优质粉体的特点.