铒镱双掺氧化镥钆透明陶瓷的制备及发光特性

采用柠檬酸燃烧法,1 000℃煅烧2 h得到Gd~(3+)掺杂量为25%(摩尔分数,下同)的Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷粉体。研究了Er~(3+)、Yb~(3+)掺杂量对粉体发光强度的影响。粉体的发光性能表明,掺杂量为4%Er~(3+)和5%Yb~(3+)的粉体样品的激发和发射光谱强度最大,在563和661 nm处有较强的发射峰,对应Er~(3+)的~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁。采用掺杂量分别为4%Er~(3+)、5%Yb~(3+)和25%Gd~(3+)在1 000℃煅烧的Er,Yb:(LuGd)_2O_3粉体作为原料,用冷等静压–真空烧结技术在1 800℃烧结20 h制备出Er,Yb:(LuGd)_2O_3陶瓷,尺寸为?10 mm×l mm陶瓷样品的平均透过率为68.7%。陶瓷样品的上转换发射峰强度高于粉体样品。     

纳米粉体Er,Yb:(YGd)_2O_3的制备及其发光性质

用柠檬酸作为燃烧剂、聚乙二醇为分散剂,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备Er,Yb:(YGd)_2O_3纳米粉体,最佳工艺条件为:Gd~(3+)的掺杂量为30%(摩尔分数,下同),Er~(3+)的掺杂量为4%,溶液的pH为8,纳米粉体平均粒径约为65nm。样品的激发和发射光谱中,在379 nm处样品的激发峰最强,Er~(3+)的~4I_(15/2)→~4G_(11/2);在562 nm处的发射峰最强,Er~(3+)对应的跃迁为~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)。在562nm处出现的绿光对应Er~(3+)的~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)跃迁,在658nm处出现的红光对应Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁,并对其发光跃迁机制进行了讨论。     

铥镱双掺氧化钆钇透明陶瓷的制备与发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备了(GdY)_2O_3:Tm,Yb粉体,并确定其制备工艺条件为:煅烧温度1 000℃,Gd~(3+)、Tm~(3+)、Yb~(3+)掺杂的摩尔分数分别为20%、4%、5%。以此条件得到的粉体的平均粒径约65 nm。粉体的发射光谱表明:在980 nm激发源激发下,在484 nm处得到的蓝光,对应于Tm~(3+)的1G4→3H6能级跃迁;在658 nm处得到的红光,对应于Tm~(3+)的3F2→3H6能级跃迁。用制备的粉体作为原料,采用真空烧结法制备(GdY)_2O_3:Tm,Yb陶瓷,其烧结工艺条件为:烧结温度为1 750℃,保温20 h。制备的陶瓷在400~3 300 nm波长范围内的平均透过率为71%。     

Ba_(1-x-1.5y)Sr_xMoO_4:ySm~(3+)红色荧光粉的水热法合成及发光性能

采用水热法合成Ba_(1-x-1.5y)Sr_xMoO_4:ySm~(3+)系列红色荧光材料,对其进行了表征,考察了Ba~(2+)和Sr~(2+)含量及Sm~(3+)掺杂量、反应温度和pH值对材料相结构、荧光性能和微观形貌的影响.结果表明,pH=7、反应温度130℃条件下合成的Ba_(0.843)Sr_(0.15)MoO_4:0.005Sm~(3+)具有最佳的发光性能和显微形貌,在波长405 nm的荧光激发下,粉体的发射光谱呈现三峰发射,分别位于564,600,648 nm,分别来自Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2)和~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的电子跃迁,其中以~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁发射强度最强.     

Pr~(3+)/Sm~(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr~(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr~(3+)的~3H_4→~3P_0、~3P_0→~3H_6、~3P_0→~3F_2的跃迁。Sm~(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁。     

柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(LuGd)_2O_3纳米粉体及其发光性能

以柠檬酸为燃烧剂,PEG(10000)为分散剂,采用柠檬酸凝胶燃烧法制备Tm,Yb:(Lu Gd)_2O_3纳米粉体,得出最佳的实验条件为:Lu~(3+)的掺杂量为25%(摩尔分数),溶液p H值为6。制备的纳米粉体平均粒径约为55 nm。测试了样品的激发和发射光谱。结果显示:最强激发峰位于361 nm处,归属于Tm~(3+)的~3H_6→~1D_2能级跃迁;最强发射峰出现在454 nm处,归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6的能级跃迁。样品上转换光谱显示:样品在484和658 nm处分别产生蓝光和红光的发射峰,分别归属于Tm~(3+)的~1G_4→~3H_6和~1G_4→~3F_4能级跃迁。研究了不同Tm~(3+)掺杂量对上转换发光强度的影响,确定了Tm~(3+)的掺杂量为4%,并讨论了发光跃迁机制。     

铒镱双掺钇钪铝石榴石纳米粉体的制备与发光性质

以柠檬酸为燃烧剂,采用柠檬酸燃烧法制备Er,Yb:YSAG纳米粉体。通过对不同煅烧温度下样品的X射线衍射和扫描电子显微镜分析,确定最佳煅烧温度为900℃。测试了室温条件下样品的激发和发射光谱。结果表明:在381 nm处激发峰最强,对应Er~(3+)的~4I_(15/2)→~2H_(9/2)能级跃迁;最强发射峰在1 547 nm处,对应Er~(3+)的~4I_(13/2)→~4I_(15/2)能级跃迁。测试了样品的上转换荧光光谱,研究了Er~(3+)和Yb~(3+)掺杂量对样品发光强度的影响,得到了Er~(3+)和Yb~(3+)的最佳掺杂量分别为3%和9%,讨论了绿光、红光的发光跃迁机制,验证样品发光为双光子过程。     

Pr~(3+)/Sm~(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr⁽³⁺⁾在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr⁽³⁺⁾的(3+)的³H_4→3H_4→³P_0、3P_0、³P_0→3P_0→³H_6、3H_6、³P_0→3P_0→³F_2的跃迁。Sm3F_2的跃迁。Sm⁽³⁺⁾发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm⁽³⁺⁾的(3+)的⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(5/2),6H_(5/2),⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(7/2),6H_(7/2),⁴G_(5/2)→4G_(5/2)→⁶H_(9/2)的跃迁。     

Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺锗铌酸盐玻璃的中红外发光性质

用高温熔融法制备了Tm~(3+)和Ho~(3+)双掺的86GeO_2-4Nb_2O_5-10Na_2O锗铌酸盐玻璃,应用Judd-Ofelt理论,获得了Tm~(3+)的强度参量及Tm~(3+)的自发辐射跃迁几率、辐射寿命等光谱参量。根据McCumber理论,计算了玻璃中Tm~(3+)能级~3H_6→~3F_4跃迁和Ho~(3+)能级~5O_8→~5I_7跃迁和Ho~(3+)的吸收截面σ_a受激发射截面σ_a和增益光谱G(λ)。在808 nm激光二极管激发下,研究分析了Tm~(3+)敏化Ho~(3+)的2.0μm的红外发射光谱。结果表明:Ho~(3+)的共掺提高了Tm~(3+)(~3F_4)→Ho~(3+)(~5I_7)之间的能量转移效率,增强了2.0μm的红外发光。     

金属离子和柠檬酸的配比对Y2O3-MgO纳米粉体及其纳米复相陶瓷性能的影响

纳米粉体的团聚程度影响纳米复相陶瓷的微观结构,进而影响其光学与力学性能。本文采用溶胶-凝胶法合成Y₂O₃-MgO纳米粉体,结合热压烧结(HP)技术制备出光学及力学性能优异的Y₂O₃-MgO复相陶瓷。研究了前驱体中金属离子与柠檬酸的摩尔比(m/c)对纳米粉体团聚程度及复相陶瓷显微结构、光学及力学性能的影响。研究结果表明,当金属离子和柠檬酸摩尔比为0.75时,粉体团聚程度最低,该粉体经过热压烧结后制备出的Y₂O₃-MgO陶瓷具有均匀的相域,晶粒尺寸约为140 nm,3~6 μm波段的透过率达到80%,维氏硬度及断裂韧性分别为10.90 GPa、2.21 MPa·m^-1/2,抗弯强度为226 MPa。     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂GdOCl粉末的制备及上转换发光性能（英文）

采用高温固相合成法制备了Er,Yb:GdOCl粉体,并分别利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分析研究荧光粉的结构、形貌和发光性能。结果表明:四方Er,Yb:GdOCl粉体可以通过1 000℃固相反应2 h合成。980 nm红外光激发下,Er,Yb:GdOCl样品在520~560 nm区域内(对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁)和650~670 nm区域内(对应于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁)显示出强红光发射线。随着Er~(3+)掺杂浓度增加,红绿光的发射强度先增强后减弱,证明了Er,Yb:Gd OCl中的能量迁移。讨论了Yb~(3+)和Er~(3+)之间可能的红光发射和能量迁移机制。     

NaGd(WO_4)_2:Eu,Sm红色荧光材料的制备及发光特性

采用固相法合成了白光LED用红色Na Gd_(1–x–y)Eu_xSm_y(WO_4)_2(x=0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30;y=0,0.01,0.02,0.03,0.04)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。结果表明:Na Gd(WO_4)_2的最佳合成温度为1 000℃,且在1 000℃合成的粉体的颗粒尺寸比较均匀,平均粒径在2~3μm左右。Na Gd_(1–x–y)Eu_xSm_y(WO_4)_2系列荧光粉均可被近紫外光(393 nm)和蓝光(464 nm)有效激发,其最强发射峰位于615 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁。并且由于Sm~(3+)和Eu~(3+)离子之间存在着有效的能量传递,使得Sm~(3+)的掺入能有效的增加Eu~(3+)的发光强度,Eu~(3+)和Sm~(3+)的最佳掺杂量分别为25%(摩尔分数)和2%。     

烧结温度对Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物粉末上转换发光的影响

采用高温固相法在600～1100 ℃范围内选择6个不同烧结温度制备了系列相同配方的Er~(3+)/Yb~(3+)共掺氟氧化物上转换发光粉末.在室温下对各样品采用波长为980 nm泵浦光激发,肉眼均可观察到峰值位于658 nm、539 nm和523 nm处的上转换红光和绿光,分别对应于Er~(3+)的~4F_(9/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)/~2H_(11/2)→~4I_(15/2)能级跃迁,且红光强度大于绿光强度.通过比较,各样品的上转换图谱形状完全相同,而红绿上转换发光强度明显不同,800 ℃烧结制得样品的红绿荧光强度最强.样品的绿色荧光强度与红色荧光强度的比值随烧结温度升高而增加.通过各样品的X射线粉末衍射图谱(XRD)分析其成分结构,发现烧结温度对样品的成分含量有较大影响.通过测量不同烧结温度下制得样品的上转换发光强度与激发功率的变化关系,发现不同烧结温度可改变样品的上转换发光机理.     

真空烧结技术制备Er:(Yb_(1–x)La_x)_2O_3透明陶瓷

采用冷等静压-真空烧结技术制备尺寸为?10 mm×l mm的Er:(Yb1–xLax)2O3陶瓷。通过分析粉体的X射线衍射谱和陶瓷的扫描电子显微镜照片,确定陶瓷制备条件为:在1 750℃烧结20 h和在1 450℃退火20 h。陶瓷样品在可见光波段透过率为50%左右,在近红外波段透过率最高达到82%。测试了陶瓷的吸收光谱、发射光谱和上转换发射光谱,并探讨了上转换发光机制。结果表明:陶瓷在977 nm处有强吸收,发射最强峰在1 545 nm处,上转换发出较强的绿光(542 nm)和蓝光(484 nm)。     

平面波导YAG/Yb:YAG/YAG透明陶瓷的制备与离子扩散行为

以高纯Y_2O_3、α-Al_2O_3和Yb_2O_3粉体为原料,采用非水基流延成型并结合真空反应烧结制备了平面波导YAG/10%Yb:YAG/YAG(YAG=Y_3Al_5O_(12))透明陶瓷。通过扫描电子显微镜表征了原料粉体、流延膜、素坯和陶瓷的微观形貌。采用分光光度计测试了陶瓷的直线光透过率。采用X射线能谱线扫描测试了Y和Yb元素在陶瓷断面处的扩散分布。研究表明:流延成型工艺可以获得均匀致密的流延膜和素坯结构,并且1 775℃真空烧结30 h后的陶瓷样品在可见光波段的直线光透过率接近80%,在1 100 nm处透过率高达81.5%,其中Y和Yb离子的体扩散系数(Dv)分别是5.79×10~(–15)和7.16×10~(–15),晶界扩散系数(D_g)分别为2.25×10~(–7)和2.20×10~(–7)。     

Y_2O_3∶ Nd透明陶瓷的制备

以氧化钇、氧化钕和碳酸氢铵为原料,制备出了前驱物经煅烧后颗粒尺寸为40～60 nm的Y_2O_3∶ Nd纳米粉体.该粉体先模压成型、再经冷等静压成型,通过真空烧结和热等静压成功制备出红外平均透过率达72%的Y_2O_3∶ Nd透明陶瓷.     

Si~(4+)掺杂对橙红色荧光粉NaBaSi_xP_(1-x)O_4:Eu~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相法合成了一系列NaBaSi_xP_(1-x)O_4:Eu~(3+)橙红色荧光粉。表征了荧光粉的晶体结构和发光性能。考察了煅烧温度和Si~(4+)掺杂量对荧光粉结构和发光性能的影响。结果表明:掺杂Si~(4+)对荧光粉的晶型没有明显影响,但是导致了晶格膨胀。750℃煅烧时基质已形成NaBaPO_4相,晶型为六方晶系,荧光粉发射峰强度最强。激发光谱由200~280 nm的宽带和310~500 nm的一系列尖峰组成,分别对应于O~(2–)→Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f→f能级跃迁吸收,最强激发峰位于393 nm左右,与近紫外LED芯片的发射光谱匹配。在393 nm近紫外光激发下,最强发射峰和次强发射峰分别位于红光616 nm和橙光591 nm附近,分别属于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_1特征跃迁。NaBa_(0.92)Si_xP_(1–x)O_4:0.08Eu~(3+)中Si~(4+)的最佳掺杂量为0.02 mol,Na Ba_(0.92)Si_(0.02)P_(0.98)O_4:0.08Eu~(3+)样品在616和591 nm附近的发射强度比单掺杂Eu~(3+)的样品分别提高了66.6%和63.6%。     

铕掺杂二氧化钛发光性质的探究

以Eu(NO_3)_3·6H_2O为铕源,采用溶胶-凝胶法制备TiO_2粉体和掺杂Eu~(3+)的TiO_2粉体。研究了Eu~(3+)离子掺杂对Ti O_2基质物相、发光性能的影响。利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱进行表征。通过荧光光谱(PL)分析可知,Eu~(3+)掺杂二氧化钛会降低激子发光的荧光强度和缩减激子发光的光响应范围,从而会增强二氧化钛的光催化效率;同时Eu~(3+)与二氧化钛之间存在能量传递,Eu~(3+)可以吸收二氧化钛非辐射跃迁产生的能量,实现本身的能级跃迁。     

引入Ce~(3+)作为敏化离子增强Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)的发光强度（英文）

采用高温固相法制备了Ce~(3+)、Sm~(3+)和Ce~(3+)/Sm~(3+)掺杂的Ca_9Al(PO_4)_7荧光粉。以327 nm紫外光作为激发源时,Ca_9Al(PO_4)_7:Ce~(3+)在386 nm处出现宽发射峰,其发射对应于Ce~(3+)的4f 05d1→4f 1跃迁的蓝色光,主峰位于386 nm;在407 nm近紫外光激发下,Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)发射红色光。为了增强Ca_9Al(PO_4)_7:Sm~(3+)的发射强度,将Ce~(3+)引入到材料中,通过Ce~(3+)到Sm~(3+)的能量传递,有效地增强了材料的发射强度,为开展白光LEDs用红色荧光粉提供了参考。     

碳热还原氮化法合成AlON粉体的表征及透明陶瓷的制备

以γ-Al_2O_3和炭黑为原料,通过碳热还原氮化法合成AlON粉体,经球磨后得到了亚微米级AlON粉体,无压烧结制备了透明AlON陶瓷,利用SEM、XRD、FTIR、电子能量损失谱(EELS)和氧氮分析仪对粉体进行了分析表征。结果表明:合成的AlON粉体经1 h球磨后得到了平均粒度为0.65μm,比表面积为12.6 m~2/g的AlON粉体,粉体中Al含量与Al_5O_6N相的接近,氧含量稍微偏高,氮含量偏低。该粉体添加0.08wt%Y_2O_3+0.02wt%La_2O_3为烧结助剂,在1875℃无压烧结24 h制备了光学直线透过率为71.5%@900 nm的透明AlON陶瓷(1 mm厚)。