(La0.88Yb0.10Ho0.02)2W2O9荧光粉的上转换发光及双模式荧光测温

采用共沉淀法制备了Yb-Ho共掺的La₂W₂O₉纳米晶。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和荧光光谱(PL/PLE)对前驱体及产物进行表征。系统地研究了样品包括功率/温度依赖发射光谱、潜在上转换发光机制、主发射的衰减动力学、发光颜色等上转换发光特性及荧光测温性能。结果表明在不同功率980 nm光源激发下，(La_0.88Yb_0.1Ho_0.02)₂W₂O₉荧光粉在654 nm出现最强发射峰，对应于Ho³⁺离子的⁵F₅→⁵I₈跃迁。在298-548 K温度范围内的上转换发光性能研究表明所得荧光粉可通过荧光强度比模式(FIR)和荧光寿命模式(FL)实现双模式荧光测温。在980 nm光源激发下，所得荧光粉可基于Ho³⁺的最强发射峰^5<...     

纳米SiO2包覆Na2Ca2.93Si6O16:7% Eu3+荧光粉的制备及性能研究

采用传统高温固相法在1050℃烧结下制备了Na₂Ca_3-xSi₆O₁₆∶xEu³⁺红色荧光粉,其中Na₂Ca_2.93Si₆O₁₆∶7%Eu³⁺荧光粉的发光性能最好。采用溶胶-凝胶法制备出纳米SiO₂并包覆在Na₂Ca_2.93Si₆O₁₆∶7%Eu³⁺荧光粉表面,包覆量为2%～10%(wt,质量分数,下同)。通过X射线衍射仪、激发-发射光谱分别对荧光粉物相结构和发光性能进行表征,采用CIE色度坐标分析软件对样品的色度图进行绘制。结果表明纳米SiO₂包覆量不同的荧光粉其基质结构未发生改变,纳米SiO₂包覆膜是无定型的,样品的发射峰位置没有变化,但发射强度不同;当纳米SiO₂包覆量...     

新型Na5Y(MoO4)4∶Eu3+红色荧光粉的制备和发光性能研究

目前在LED应用领域,高色温、低显指等问题对白光LED(WLED)的实际应用存在限制,制备一种能够有效发出红光的发光材料,对促进WLED的发展具有重大意义。本文采用高温固相法制备了一系列Na₅Y_1-x(MoO₄)₄∶xEu³⁺(x=0.1～0.9)荧光粉,利用X射线粉末衍射仪对样品的物相结构进行研究,XRD测试结果表明,Na₅Y(MoO₄)₄∶Eu³⁺样品的衍射图与纯相Na₅Y(MoO₄)₄完全一致,说明Eu³⁺掺杂对Na₅Y(MoO₄)₄的晶体结构未产生显著改变。使用荧光粉激发光谱与热猝灭分析系统对样品的发光性能进行了表征,结果显示,Na₅Y_1-x(MoO₄)_4<...     

Lu2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的制备及热增强发光

采用固相法制备了Lu₂(MoO₄)₃:Eu³⁺系列红色荧光粉，利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)和荧光光谱(PL)仪对制备荧光粉的结构、形貌、元素组成及光致发光性能进行表征与分析。实验结果表明Eu³⁺成功掺入基质晶格中并得到Lu₂(MoO₄)₃:Eu³⁺纯相样品，荧光粉颗粒大小在2μm左右。制备温度依赖样品光致发光结果表明1 000℃下制备Lu₂(MoO₄)₃:Eu³⁺样品发光性能最好。煅烧时间依赖样品光致发光结果表明1 000℃下煅烧时间为6 h时样品发光效果最好。反常于荧光粉发光热猝灭现象，Lu₂(MoO₄)₃:Eu³⁺样品在外界测试温度为250℃左右时出现热增强...     

Lu2.94Al5O12:0.06Ce3+绿色荧光粉的制备及光致发光

采用高温固相法制备了Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉。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Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉为立方晶系,表面为类球形。激发光谱中,位于340和450 nm的激发峰分别归属于4f的两个能级到5d能级的跃迁而产生的吸收,340 nm处的激发峰是由于发光是由于²F_5/2到5d的跃迁,而450nm处的激发峰是由于²F_7/2到5d的跃迁。发射光谱中,位于525 nm的发射峰对应Ce³⁺的4f-5d电子跃迁。当Ce₃₊掺杂量为6%,1500℃煅烧5 h时,Lu_2.94Al₅O₁₂:0.06Ce³⁺绿色荧光粉CIE色坐标为(0.3683,0.5959),是一种可以用作白光LED的绿色荧光粉。     

紫外激发蓝色荧光粉Sr2-x-yB5O9Cl:xEu2+,yTb3+的合成和发光性能

采用高温固相反应法合成Sr_2-x-yB₅O₉Cl:xEu²⁺,yTb³⁺蓝色荧光粉。用X射线衍射表征材料的晶体结构、用荧光光谱仪测定Eu²⁺和Tb³⁺的掺杂浓度,研究了助溶剂H₃BO₃过量浓度和反应温度对荧光粉发光性质的影响。结果表明,单掺杂Eu²⁺时,其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极交互作用机制,浓度猝灭临界距离为R_C=1.71 nm。在紫外（230-410 nm）波段有强而宽的吸收带,表明此粉是一种近紫外白光LED用的蓝色荧光粉。     

Ba3(VO4)2:Sm3+荧光粉的熔盐法合成及其温度传感特性

采用熔盐法成功合成了Ba_3-x(VO₄)₂:xSm³⁺(x=0.02～0.16)一系列荧光粉,探讨了合成条件、Sm³⁺掺杂对样品结构和发光性能的影响,并探究了样品的温度传感性能。结果表明：合成样品的适宜反应条件是煅烧温度为900℃、煅烧时间为1 h、原料与熔盐质量比为1∶3,所得样品相纯度和结晶度均较高。样品微观形貌呈片状,厚度约1.5～3 mm。在318 nm激发下,Ba_3-x(VO₄)₂:xSm³⁺的发射光谱中可同时观察到VO₄^3-基团的宽带发射和Sm³⁺的特征发射,样品的发光颜色集中在黄白光区域。随着Sm³⁺掺杂浓度(x)从0.02增大到0.16,Sm³⁺的特征发射峰强度呈现出先升后降的变化趋势,当x=0.10时,发射峰强度达到最高值。导致其浓度猝灭的主要原因是电偶极-电偶极(...     

Na1–xMxCaEu(WO4)3(M=Li,K)红色荧光粉的微观结构与热淬灭特性研究

红色荧光粉对改善白光LED(w-LEDs)发光性能具有至关重要的作用。为制备与商用LED芯片相符的、高效和稳定性好的红色荧光粉,本研究采用传统高温固相法合成了系列四方白钨矿结构的Na_1–xM_xCaEu(WO₄)₃(M=Li,K)红色荧光粉,并系统研究了Li~+和K~+的掺杂对NaCaEu(WO₄)₃荧光粉晶体结构、发光性能以及热淬灭特性的影响。Rietveld精修结果显示,掺杂Li~+和K~+没有改变NaCaEu(WO₄)₃基质的四方白钨矿结构,而是形成了固溶体,并且导致晶格常数呈现规律性的变化。光致发光光谱表明,在近紫外光395nm激发下,荧光粉呈现典型的红色发射,其最强发射峰位于617nm处,对应于Eu³⁺离子的~5D₀→~7F₂跃迁,这表明Eu³⁺处于非对称中心格位。更值得注意的是掺杂Li~+和K~+有效改善了NaCaE...     

CaMoO4:Eu3+,Li+红色荧光粉空心球的制备和发光性能

以硝酸钙、氧化铕、碳酸锂和钼酸铵为原料,用喷雾热解法合成了CaMoO₄:Eu³⁺,Li⁺红色荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光光谱对样品的物相、显微形貌和发光性能进行了表征,研究了喷雾热解温度对发光性能的影响。结果表明,随着热解温度的升高样品的发光亮度先增后减,在400℃达到最大值,样品为四方晶系CaMoO₄,其显微形貌呈空心球形,平均球径为1.4μm;这种荧光粉样品可被395 nm的紫外光和465 nm的蓝光有效激发,发出617 nm的红光。     

绿色长余辉发光材料MgGa2O4:Mn2+的制备及性能研究

采用高温固相法合成了MgGa₂O₄:xMn²⁺(x=0.5%,1%,3%,5%)系列绿色长余辉发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发光光谱、余辉光谱、热释光谱等表征手段对其长余辉发光性能进行了研究。样品的发射光谱的结果表明,Mn²⁺在509 nm处的特征发射峰,对应Mn²⁺离子的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)电子跃迁,随着Mn²⁺掺杂浓度的增加,其发光强度先增强后减弱,掺杂浓度为3%时样品具有最好的发光性能;掺杂浓度为1%时其余辉强度最强,余辉时间可以持续1h以上;热释光谱在342 K附近出现一个宽峰,这表明样品存在大量的陷阱,这有利于捕获被激发的电子,形成长余辉发光。     

Ce:YAG荧光陶瓷掺杂Gd对白光LED发光性能的影响

Ce: YAG荧光陶瓷具有突出的导热性及化学稳定性, 相比有机硅胶封装法在高功率白光LED的应用上具有更广阔的应用前景。本研究采用真空固相烧结法制备了不同Gd掺杂浓度的(Gd, Y)₃Al₅O₁₂:Ce样品, 通过XRD, SEM及荧光光谱等表征手段, 研究了Gd掺杂对Ce:YAG荧光陶瓷的晶体结构及其用于白光LED时对发光性能的影响。实验表明, 随着Gd掺杂浓度的提高, Gd³⁺取代Y³⁺ 的位置进入晶格, 使得样品的晶格常数增加。Gd³⁺还影响了Ce³⁺对蓝光的吸收, 同时Ce³⁺将蓝光转换成黄光的效率也下降, 导致光效从81.45 lm/W降低至63.70 lm/W。Gd的掺 杂使Ce³⁺的光致发光谱峰位从534 nm向564 nm红移, 显色指数从61.3提升至70.2。Gd的掺杂虽然降低了发光 效率, 但显著提高了(Gd, Y)₃Al₅O₁₂:Ce样品的显色指数, 使得黄色YAG荧光陶瓷应用于白光LED的性能得到了 提高。     

La0.8Y0.2PO4∶Bi3+ ，Sm3+ ，Eu3+ 荧光粉的合成,性能及其前驱体热分解动力学

相对于绿色和蓝色荧光粉,红色荧光粉因不能有效吸收近紫外光,致使发射的红光强度不能与蓝、绿两种荧光粉的发光强度同步,影响了其显色性,降低了发光效率.为获得能够被近紫外光高效激发的红色荧光粉,本文以硝酸铕、硝酸钐、氯化铋、氧化镧、氧化钇、磷酸三铵为原料,经高温固相反应合成得到Bi,Sm,Eu掺杂磷酸镧钇荧光粉,利用XRD,SEM,荧光光谱及TG/DTG对产物进行了表征,并采用非等温法研究前驱体的热分解过程,进而探究前驱体热分解反应过程的动力学及焙烧过程中荧光粉的形成机理.研究表明:Bi3+的最佳掺杂浓度为x=0.03,所得产物为以磁偶极(5D0→7F1)跃迁为主导发射的红色荧光粉;最佳产物与未掺杂产物相比,前者的荧光强度是后者的2.66倍;最佳产物前驱体的热分解过程只有一步失重,经计算获得了该过程对应的活化能、机理函数及指前因子.Bi,Sm,Eu掺杂磷酸镧钇荧光粉是一种发光效率高、具有广泛应用前景的近紫外激发白光LED用红色荧光粉.     

Spectral properties of Eu-activated yttrium oxysulfide red phosphor

The effects of Eu on the spectral properties of Y₂O₂S have been investigated. The Y₂O₂S:Eu phosphor powders were prepared with a flux fusion method and electrophoretically deposited on an ITO-coated glass substrate to form a thin layer. Both cathodoluminescence and photoluminescence emission spectra of Y₂O₂S:Eu were measured. The highly intense emission lines at 616 and 626 nm are attributed to the transition from ⁵D₀ to ⁷F₂ levels. The color of Y₂O₂S:Eu phosphor varies from orange to red as the Eu concentration increases from Eu/Y=0.025 (molar ratio) to 0.06. The luminescence decay times are shorter than 1.1 ms for Eu concentrations ranging from 0.025 to 0.06 (Eu/Y molar ratio). The luminescent color becomes redder but less bright as the Eu concentration is increased.     

Mn4+激活氧氟化物红光荧光粉的研究进展

稳定可靠的高光子能量发光(620~650 nm)红光荧光粉, 对于构建低色温、高显指荧光粉转换型白光发光二极管(WLED)至关重要。Mn ⁴⁺激活红光荧光粉是当前WLED用荧光粉研究热点之一。本文介绍了Mn ⁴⁺离子的能级跃迁与光致发光特性, 详细叙述了目前所报道的七种Mn ⁴⁺激活含d ⁰/d ¹⁰/s ⁰离子氧氟化物系列红色荧光粉(如Na₂WO₂F₄:Mn ⁴⁺等)的制备方法、晶体结构及其发光特性。目前Mn ⁴⁺在氧氟化物结构中得到强R线发光的情况少, 微观配位体仍是[MnF₆]或[MnO₆], 其化学稳定性和量子效率研究也很缺乏。最后对Mn ⁴⁺激活氧氟化物红光荧光粉的研究进行了展望。     

Chromaticity stability of phosphor-converted white light-emitting diodes with an optical filter

The thermal stability of blue LEDs and yellow YAG phosphor for blue-pumped white LEDs is critical to the performance of white LEDs, including the color properties and luminous efficacy. To investigate the thermal effect on the color properties of emitted white light, the junction temperature of the excitation blue LED was raised by increasing the supplied current. However, by choosing an optical filter with the appropriate transmittance spectrum for processing a portion of the blue light output and reexciting the secondary yellow emission, we observed a reduction in color instability and lower color temperature across the current range of 20-200 mA. Moreover, the color temperature distribution was improved.     

Ce、Cr∶YAG微晶玻璃的制备及光谱性能研究

目前白光LED在红光波段发射较弱,导致其显色指数偏低,在白光LED用Ce∶YAG微晶玻璃中掺入Cr3+来增强红光波段的发射,从而提高显色指数。通过X射线衍射、荧光光度计、电光源参数测试对样品的晶相、光谱性能及荧光寿命进行了表征。研究了Cr3+对Ce∶YAG微晶玻璃发光性能的影响,并对其增红机理进行了初步的探讨。结果表明基质玻璃在1400℃热处理可析出纯的YAG晶相;Ce∶YAG和Ce、Cr∶YAG微晶玻璃在460nm激发下,在480～650nm产生有效发射,发射光谱中心波长位于530nm;由于Ce3+(2E)-Cr3+(4T)之间的非辐射能量传递,Ce、Cr∶YAG微晶玻璃在688、692和705nm处有红色发射峰,能有效地提高白光LED的显色性能。     

第二相引入荧光转换材料实现激光驱动高均匀性白光光源

激光驱动的白光光源在超高亮度、高准直性和远距离照明领域具有很大的应用潜力, 但由于蓝光激光和转换荧光在光源性质上的失配, 造成激光驱动白光光源的光均匀性差。本研究在Y₃Al₅O₁₂ : Ce³⁺(YAG)荧光玻璃薄膜(PiG)中引入不同种类的第二相, 如TiO₂、BN、Al₂O₃或SiO₂作为散射介质来调节光路, 并对第二相的掺杂浓度分别进行了优化。研究分析了掺入不同种类第二相的YAG PiG获得激光驱动白光光源的实物照明图像和散斑图像、亮度和色温的角分布情况及其光学性质。结果发现, 引入第二相大大改善了白光光源的亮度和色温均匀性, 其中具有最大相对反射率的YAG-TiO₂ PiG, 获得综合性能最佳的高均匀性白光光源, 在蓝光激光激发下, 其发光饱和阈值和光通量值达到最高, 分别为20.12 W/mm²和1056.6 lm。本研究为荧光转换材料中散射介质的选择提供了指导, 为实现高均匀性、高亮度的激光驱动白光光源奠定了基础。     

白光LED用Ce:YAG单晶光学性能及封装工艺的研究

采用提拉法生长了白光LED用Ce:YAG单晶, 通过吸收光谱、激发发射光谱和变温光谱对其光学性能和热稳定性进行了表征, 并研究了晶片用于封装白光LED光源中各因素对其光电性能的影响。Ce:YAG晶片能被466 nm波长的蓝光有效激发, 产生500~700 nm范围内的宽发射带。Ce³⁺的4f→5d轨道的跃迁吸收对应于202、219、247.3、347.4和455.5 nm五个吸收峰, 据此量化分裂的5d能级能量, 依次为21954、29154、40437、45662和49505 cm^-1。温度升高, Ce³⁺的²F_7/2能量升高导致了发光强度的降低, 可降低幅度(13.28%)不大, 比肩国家标准且要优于目前商用白光光源的Ce:YAG单晶制白光LED光源的封装工艺, 从芯片、驱动电流、晶片厚度和添加物四方面进行讨论。研究结果表明, Ce:YAG单晶是一种新型白光LED用荧光材料。     

Effect of heat treatment on photoluminescence behavior of BaMgAl10O17:Eu phosphors

The blue phosphor of BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ (BAM) powders were prepared by solid-state reaction. The thermal degradation of BAM phosphor significantly reduces the intensity of the blue emission. BAM is reduced by an amount of 50% after heating at around 800 °C for 1 h. Photoluminescence (PL) excitation and emission spectra showed that the blue emission of 450 nm peak decreased with increasing annealing temperature. The ⁵D₀→⁷F₁ and ⁵D₀→⁷F₂ transition of Eu³⁺ were observed at 590 and 615 nm emission lines over 1100 °C. Electron paramagnetic resonance (EPR) spectrum also detected two signals of Eu²⁺, corresponding to g=3.7156(9) for 88 mT, and g=2.9507(9) for 133 mT. X-ray absorption near edge structure (XANES) spectrum decreased the intensity of Eu²⁺ for 6977 eV with increasing annealing temperature, while high-energy peak of Eu³⁺ for 6984 eV was increased. The combined use of X-ray and neutron data by the Rietveld refinement appears to support that the secondary phase of EuMgAl₁₁O₁₉ magnetoplumbite structure in BAM may be formed by heat treatment.     

高功率激光照明用Al2O3-YAG:Ce复相陶瓷荧光体的组分设计与性能优化

结合蓝色激光二极管和黄色荧光转换器制备的固态激光照明引起了人们极大的关注, 但荧光转换材料的热猝灭效应显著影响了高功率激光照明的实现。通过组分设计和性能优化可以提高荧光转换器的热导率和发光均匀性。本工作采用固相反应烧结技术制备了一系列不同Al₂O₃含量的Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体, 研究了Al₂O₃含量对Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体微观结构、相组成、光学性能和热学性能的影响。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体在800 nm处的总透过率随着Al₂O₃含量的增加(0→90%)而下降(82.6%→23.6%)。Al₂O₃-YAG:Ce陶瓷荧光体的激发和发射强度随Al₂O₃含量的增加先增大后减小。当Al₂O₃/Al₂O₃-YAG:Ce的质量比为70%时, 陶瓷荧光体在室温下的热导率高达25.7 W·m^-1·K^-1, 且表现出最高的发射强度。当采用功率密度为20 W·mm^-2的蓝光二极管泵浦 70% Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体时, 可获得3724 lm的高光通量和239.4 lm·W^-1的高流明效率。此外, 当功率密度从1 W·mm^-2增大到20 W·mm^-2时, 流明效率仅下降10.5%, 光通量持续增加且未出现发光饱和。上述结果显示, Al₂O₃-YAG:Ce复相陶瓷荧光体具有良好的发光效率和热稳定性, 将在高功率激光照明中具有广阔的应用前景。