Ce3+,Eu2+共掺Ba3Si6O12N2荧光粉发光特性及能量传递研究

通过高温固相法制备了一系列Ce3+/Eu2+共掺杂的Ba3Si6O12N2,利用X射线衍射(XRD)研究了其晶体结构.研究表明,Ba3Si6O12N2∶ Ce3+,Eu2+荧光粉在338 nm光激发下可以发射525 nm的绿光,且具有较大的半峰宽.研究还发现,单掺Ce3的发射光谱和单掺Eu2+的发射光谱存在交叠,同时Ce3+的5d1最低能级能量低于Eu2+的4f65d1最低能级,这二者共同证实了可能存在Ce3+到Eu2+的能量转移现象.同时还研究了Ce3+浓度对Ba(2.7-y)Si6O12N2∶0.3Eu2+,yCe3+(0≤y≤0.1)系列荧光粉发光强度和波长的影响.热猝灭性能研究表明,Ce3+引入可显著影响体系的热猝灭性能.     

通过SiO_2涂层改善BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉的热性能（英文）

本文研究了SiO_2涂层对BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)蓝绿色荧光粉发光性能和热性能的影响。采用溶胶-凝胶法制备了SiO_2包覆的BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)蓝绿色荧光粉。实验结果表明,最佳镀膜量为6wt%,当镀膜量大于此值时,荧光粉亮度迅速降低。涂覆SiO_2后,在150℃下BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉的热猝灭性能提高了2. 4%,在500℃热降解后荧光粉的发光性能提高了15%。SiO_2涂层显著提高了BaSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)荧光粉的热稳定性。SiO_2涂层的作用机理是在荧光粉表面和氧化气氛之间形成阻挡层,保护Eu~(2+)的发光中心在热加热过程中不被氧化。     

Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉的制备及发光性能的研究

采用溶胶凝胶法制备了Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉体,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)对Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉的结构和发光性能进行表征。研究发现:在850℃煅烧下得到Bi_4Si_3O_(12)纯相;PL谱表明该粉体从近紫外到蓝光范围内都可以得到有效激发。在紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于468 nm和563 nm,600 nm,649 nm,归属于Bi~(3+)的3P1→1S0跃迁和Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_J(J=5/2,7/2,9/2)能级跃迁,并对Bi~(3+)和Sm~(3+)之间的能量传递机制进行讨论。在467 nm的蓝光激发下粉体呈现橙黄色发光,发射峰来源于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_J特征辐射跃迁,且最强发射峰位于563 nm处,Sm~(3+)的最佳掺杂浓度为3mol%。     

烧结温度对蓝色长余辉材料Sr_2Al_6O_(11):Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能的影响

采用传统的高温固相法合成了蓝色长余辉发光材料Sr_2Al_6O_(11)∶Eu~(2+),Dy~(3+),系统研究了烧结温度对Eu~(2+)和Dy~(3+)共掺杂蓝色铝酸锶长余辉材料物相及发光性能的影响.用X射线衍射仪对所合成的材料进行物相分析,用荧光分光光度计记录了样品的激发光谱和发射光谱,用亮度计记录其余辉衰减曲线.结果表明:随着烧结温度从1100 ℃升高到1300 ℃,材料的物相由富锶相逐渐向富铝相转变,其中1200 ℃条件下合成的样品主相为Sr_2Al_6O_(11);发射光谱首先发生蓝移,随后又发生红移,其中1200 ℃条件下合成的样品发射光谱峰值波长最短(468 nm);主相为Sr_2Al_6O_(11)的蓝色铝酸锶长余辉材料的余辉时间(≥1 mcd/m2)可达240 min以上.     

新型超细蓝色荧光粉Sr_2MgSi_3O_9: Eu~(2+)的合成及发光性质

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型蓝色发光材料Sr_2MgSi_3O_9∶ Eu~(2+).用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对样品的物相结构、微观形貌及发光性质进行了分析和表征.结果表明:Sr_(2-x)MgSi_3O_9∶ Eu_x~(2+)系列样品的衍射峰数据与Sr_2MgSi_2O_7的JCPDS卡片(卡号:75-1736)衍射峰数据基本一致,属四方晶系.其一次颗粒近似球形,粒径在100 nm左右.激发光谱分布在250～450 nm的波长范围,主激发峰位于424 nm处,次激发峰位于400 nm处,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470 nm附近,是典型的Eu~(2+)的4f 5d-4f跃迁导致的.Sr_2MgSi_3O_9∶ Eu~(2+)是一种很有前途用于白光LED的蓝色荧光粉.     

Li~+,Bi~(3+)掺杂LaVO_4∶Eu~(3+)纳米荧光粉的水热合成及其发光性能

以硝酸镧,氧化铕,硝酸锂,硝酸铋和偏钒酸铵为原料,采用简单的水热法合成了金属离子(Li~+,Bi~(3+))掺杂LaVO_4∶Eu~(3+)纳米荧光粉。通过XRD,SEM,FTIR,FL等手段进行表征。考察了金属离子(Li~+,Bi~(3+))摩尔掺杂浓度,反应温度,反应时间对LaVO_4∶Eu~(3+)荧光性能的影响,探讨合成Li~+,Bi~(3+)掺杂LaVO_4∶Eu~(3+)荧光粉的最佳条件。结果表明:所合成的产物以四方锆石结构(t-)LaVO_4纳米颗粒为主。Li~+,Bi~(3+)的掺杂,均能够提高荧光粉LaVO_4∶Eu~(3+)的发光强度;在180℃条件下反应24 h所得的LaVO_4∶5%Eu~(3+),4%Li~+,LaVO_4∶5%Eu~(3+),2%Bi~(3+)荧光粉荧光性能最佳。     

SrSnO_3:Eu~(3+)红色荧光粉的合成及发光性能的研究

通过传统的高温固相法成功合成了SrSnO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉。通过对样品X射线衍射图谱、激发发射图谱和衰减曲线的研究,证明了合成的SrSnO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉是纯相而且具有良好的发光性能与热稳定性。SrSnO_3∶0.05Eu~(3+)荧光粉在396 nm激发下Eu~(3+)通过~5D_0→~7F_2能级跃迁,在614 nm处发出比较强烈的红光,色坐标为(0.608,0.386),通过计算得出温度猝灭的活化能ΔE=0.138 e V。综上所述,SrSnO_3∶Eu~(3+)荧光粉是一种比较有前途的白色LED用近紫外蓝光激发红色荧光粉。     

新型红色荧光粉KMgLa(PO_4)_2∶Eu~(3+)的发光特性（英文）

采用高温固相法制备了Eu~(3+)掺杂的KMgLa(PO_4)_2荧光粉。采用X射线衍射技术及光谱技术研究了材料的晶相及发光特性。研究结果显示,少量的Eu~(3+)并未影响KMgLa(PO_4)_2的晶相;以260 nm紫外光或394 nm近紫外光作为激发源时,KMgLa(PO_4)_2∶Eu~(3+)都发射红色光,主发射峰位于595 nm,对应Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁发射;随着Eu~(3+)掺杂量的逐渐增大,对应KMgLa(PO_4)_2∶Eu~(3+)材料的发射强度随之增大,当掺杂量为0.06Eu~(3+)时,发射强度最大,且存在浓度猝灭现象,对应的临界距离为1.696 nm;材料的CIE参数显示,材料位于红色区域。     

共沉淀法制备LuGG∶Ce纳米荧光粉及其发光性能研究（英文）

采用共沉淀法合成了Ce~(3+)掺杂的Lu_3Ga_5O_(12)(LuGG∶Ce)纳米荧光粉,采用Rietveld结构精修的方法确定了其结构参数。用扫描电子显微镜(SEM)测定了所合成纳米荧光粉的形貌。在365 nm激发光激发下,观测到的发射光谱呈非对称宽带,中心波长为438 nm。通过高斯拟合得到该发射谱带包含中心波长分别为426 nm和470 nm的两个发射峰。LuGG∶Ce的发光色度坐标为(0.176 9, 0.180 3),对应为蓝光发射。结果表明,LuGG∶Ce适用于通过紫外光(UV)激发实现蓝光发射,在紫外光(UV)激发白光LED领域具有潜在的应用前景。     

溶胶-凝胶法制备Zn_3Ga_2Ge_2O_(10)∶Cr_(0.01)~(3+),Pr_(0.03)~(3+),Yb_(0.3)~(3+)纳米长余辉材料及其表面修饰的研究

以Ga(NO_3)_3·8H_2O、Zn(NO_3)_2·6H_2O、Pr(NO_3)_2·6H_2O、GeO_2、Yb(NO_3)_3·5H_2O、Cr(NO_3)_2·9H_2O为原料,采用溶胶-凝胶法合成了Cr~(3+),Pr~(3+),Yb~(3+)共掺杂的Zn_3Ga_2Ge_2O_(10)长余辉纳米材料(PLNPs)。利用XRD,SEM,激发发射图谱,余辉曲线测试确定1000℃煅烧,保温3 h时,基质Zn_3Ga_2Ge_2O_(10)已形成。Yb~(3+)掺杂百分比为0.3时,样品的发光性能最好。Zn_3Ga_2Ge_2O_(10)∶Cr_(0.01)~(3+),Pr_(0.03)~(3+),Yb_(0.3)~(3+)纳米长余辉材料在波长为267 nm的紫外线激发下发射出中心波长为745 nm的深樱桃红色光,此时晶粒粒径约为150 nm;随着Yb3+掺杂百分比的增加,晶粒粒径逐渐变小。通过FT-IR,Zeta电势,激光粒度测试,TEM及悬浮实验测试表明,PEG修饰PLNPs后,可观察到明显的核壳结构,水合粒径约为155 nm;水溶性大大增加,0.3 mg/m L的浓度下其悬浮时间超过48 h,这表明PEG包裹PLNPs成功。     

白光LED用荧光粉SrAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)合成条件优化研究

Sr_(0.975)Al_2Si_2O_8∶Eu_(0.025)~(2+)系列荧光粉利用高温固相法合成,系统研究了预烧温度、预烧时间、烧成温度和助溶剂硼酸的量对荧光体晶体结构和发光性能的影响;研究结果表明,各试样均为单斜晶系SrAl_2Si_2O_8,荧光体的X射线衍射强度、荧光体的晶粒尺寸及荧光体的发射强度,均随着预烧温度、预烧时间、烧成温度和助溶剂硼酸量的增加,呈先增加后减小的变化趋势。当预烧温度为1000℃,预烧时间为150 min,烧成温度为1250℃,助溶剂硼酸的量为6wt%,制得的荧光体Sr_(0.975)Al_2Si_2O_8∶Eu_(0.025)~(2+)的发光强度最强,优化了合成条件。     

改进共沉淀法制备SrMoO_4∶Eu~(3+)荧光粉及其荧光性能研究

采用改进的共沉淀法在修饰剂的修饰下合成了一系列SrMoO_4∶Eu~(3+)红色荧光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计(PL)等手段对合成样品进行表征。深入探究了其荧光性能与修饰剂种类、修饰剂添加量、反应物浓度、激活离子掺杂量等反应参数之间的关系。结果表明:在波长271 nm的激发光的激发下SrMoO_4∶Eu~(3+)在420~750 nm有四组Eu~(3+)的激发峰,其中最强峰在616 nm处发射红光。在聚乙二醇(PEG)修饰下且添加量为3 m L时荧光性能最佳;随着Eu~(3+)掺杂量的提高,样品在616 nm处的特征发射峰呈现出先升高,后下降的趋势,当Eu~(3+)掺杂量为11%时达到最大值。Eu~(3+)掺杂的SrMoO_4荧光粉在616 nm处发射峰的发光强度最强,表明SrMoO_4∶Eu~(3+)是一种能很好应用于白光LED的红色荧光材料。     

Al_2O_3-Re_2O_3(Re=La,Nd,Y,Lu)对无压烧结Si_3N_4陶瓷显微结构与力学性能的影响

研究了二元助剂Al_2O_3-Re_2O_3(Re=La,Nd,Y,Lu)对无压烧结Si_3N_4陶瓷的相对密度、显微结构及力学性能的影响。结果表明:经1800℃无压烧结后,Si_3N_4陶瓷试样的相对密度均达到97%以上;以Al_2O_3-Lu_2O_3为烧结助剂的Si_3N_4陶瓷试样具有最高的维氏硬度和抗弯强度,分别为15.2±0.18 GPa和920±5 MPa。     

白光LED用绿色荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+的发光性能研究

本文采用高温固相法制备出一种绿色荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+,并通过X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计对所得荧光粉的结构和光谱性能进行了表征.结果 表明:Ba3(PO4)2体系中掺杂稀土离子Tb3+并没有引起结构的变化;荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+的激发光谱的主峰位于485 nm,发射光谱的主峰位于548 nm、560 nm和647 rnm;荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+中Tb3的最佳掺杂浓度为20mol;.由此可见,荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3是可被蓝光LED有效激发的绿色荧光粉.     

Ba掺杂Si 笼状化合物结构和电子性质的研究

利用第一性原理研究了Ba_8Si_(46)和Ba_8Ag_6Si_(40)笼状化合物的电子性质.对于Ba_8Si_(46),化合物中Ba原子5d轨道与Si原子3s,特别是3p轨道杂化,一方面导致了Ba_8Si_(46)在费米能级附近有很高的态密度,另一方面说明了笼内Ba原子和笼上Si原子之间存在耦合.对于Ba_8Ag_6Si_(40)分析结果表明,由于Ag的5s轨道向Si的3p轨道转移电子,导致Ag与Si原子间成键趋向离子键.带结构显示这两种化合物具有弱金属特征,但Ba_8Ag_6Si_(40)化合物与费米能级相交的带宽较大,预期这种化合物具有更好的导电性能.     

NaY(Mo/WO4)2∶Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu3+掺杂的NaY(Mo/WO4)2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征.研究发现随着Eu3+掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化.当Eu3掺杂浓度为30mo1;,荧光粉具有最强的发光强度.荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题.研究发现适量的W6+取代Mo6+,不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度.W6的最佳掺杂浓度为10at;.在395 nm激发下,NaY(Mo0.9W0.1O4)2∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y2O2S:Eu3+.     

凝胶-燃烧-熔盐法制备Ca2-xAl2SiO7∶Dyx3+白光荧光粉

采用凝胶-燃烧-熔盐法合成了Ca2-xAl2SiO7∶Dyx3+(x =0.01、0.02、0.03、0.04、0.05)白光荧光粉,探讨了Dy3的掺杂量对荧光粉发光性能的影响,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对样品进行了测试表征.结果表明:所得Ca1.97Al2SiO7∶Dy0.033+样品为四方钙铝黄长石结构,平均粒径在0.9～1 μm之间;该样品的激发光谱由一组尖锐的激发峰组成,对应于Dy3+的6H15/2→6P3/2(321 nm)、6H15/2→6P7/2(345 nm)、6H15/2→6P5/2(363nm)、6H15/2→4F7/2(384 nm)、6H15/2→4G11/2(425 nm)、6H15/2→4I15/2(452 nm)和6H15/2→4F9/2(470 nm)跃迁,发射光谱由位于477 nm的蓝光发射和580 nm的黄光发射组成,对应于Dy3+的49F/2→6q5/2(477 nm) 和4 F9/2→6H13/2(580nm)跃迁,其CIE1931色坐标为(x=0.3017,y =0.3011),接近于理想的白光(x=0.333,y=0.333);当Dy3+掺杂量大于0.03时出现浓度猝灭,这主要是电偶极-电偶极的相互作用引起的.     

溶胶燃烧法制备Sr3-3x/2(VO4)2∶xEu3+红色荧光粉及性能研究

利用稀土离子Eu3+作为激活剂,采用溶胶燃烧法制备了Sr2.85(VO4)2∶0.1Eu3+红色荧光粉.用SEM、XRD和荧光光谱表征了荧光粉体的表面形貌、晶体结构和荧光性能.XRD分析和荧光光谱分析得出:最佳退火温度为950℃.该荧光粉在280 nm光下被高效激发,其最强发射峰位于618 nm处,对应于Eu3+的5D0到7F2的能级跃迁,表现出较强发射强度.设定发射波长为618 nm,得到荧光粉的激发光谱,其最强激发峰为280 nm处,说明该荧光粉可被紫外光有效激发.同时研究了Eu3+掺杂量和助燃剂柠檬酸对Sr2.85(VO4)2∶0.1Eu红色荧光粉发光性能的影响,得出Eu3+的最佳掺杂摩尔分数为0.1.助燃剂柠檬酸有利于形成主体基质,使荧光粉颗粒更分散,同时改善晶粒形貌,提高荧光粉的相对发光强度.     

Y_2O_3:Er~(3+)上转换纳米纤维的制备与性质研究

采用静电纺丝技术制备了PVA/[Y(NO_3)_3+Er(NO_3)_3]复合纳米纤维,将其在适当的温度下进行热处理,得到Y_2O_3∶Er~(3+)上转换纳米纤维.XRD分析表明,PVA/[Y(NO_3)_3+Er(NO_3)_3]复合纳米纤维为无定型,Y_2O_3∶Er~(3+)上转换纳米纤维属于体心立方晶系,空间群为Ia3.SEM分析表明,PVA/[Y(NO_3)_3+Er(NO_3)_3]复合纳米纤维的平均直径约为130 nm;经过600 ℃焙烧后,获得了直径约60 nm Y_2O_3∶Er~(3+)上转换纳米纤维.TG-DTA分析表明,当焙烧温度高于600 ℃时,PVA/[Y(NO_3)_3+Er(NO_3)_3]复合纳米纤维中水分、有机物和硝酸盐分解挥发完毕,样品不再失重,总失重率为80;.FT-IR分析表明,PVA/[Y(NO_3)_3+Er(NO_3)_3]复合纳米纤维的红外光谱与纯PVA的红外光谱基本一致,600 ℃时,生成了Y_2O_3∶Er~(3+)上转换纳米纤维.该纤维在980 nm激光激发下发射出中心波长为522 nm、561 nm的绿色和658 nm的红色上转换荧光,对应于 Er~(3+)的~2H_(11/2)/~4S_(3/2)→~4I_(l5/2)跃迁和~4F_(9/2)→~4I_(l5/2)跃迁.对Y_2O_3∶Er~(3+)上转换纳米纤维的形成机理进行了讨论,该技术可以推广用于制备其他稀土氧化物上转换纳米纤维.     

CaGd2(MoO4)4:Sm3+,La3+荧光粉的 制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了CaGd2-x(MoO4)4:xSm3+(x=0.1、0.3、0.5、0.7、0.9)橙红色荧光粉.研究了样品的X射线衍射谱(XRD)、激发光谱和发射光谱.从XRD图谱测试结果表明,在900℃下烧结6 h后得到的样品为纯CaMnO4晶相,样品CaGd2(MoO4)4:Sm3+的激发光谱由两部分组成:一部分(250～340)nm为属于O2--M6+O的电荷迁移带;另一部分(350～450)nm的系列线状峰是Sm3+的f-f跃迁特征激发峰.样品在405 nm(6H5/24F7/2)下激发得到的发射光谱,其主发射峰位于646 nm(6 G5/26 H7/2)处.当Sm3+掺杂浓度高于2;时,样品CaGd2-x(MoO4)4:xSm3+发生浓度猝灭现象,该现象是由于离子间的能量传递.在CaGd1.5(MoO4)4:0.5Sm3+样品中掺入一定浓度La3+,掺入La3+并没有改变CaGd2(MoO4)4:Sm3+光谱峰的形状和位置,当y=0.8时,荧光粉的发光强度最好.通过测量计算GIE在405 nm激发下的色坐标,显示色坐标均在橙红色区域移动,表明荧光粉的光色性较好.