ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

Ce3+,Mn2+激活氟磷酸钙的发光中心及其相互作用

研究了Ce3+,Mn2+激活的氟磷酸钙(FAP:Ce3+,Mn2+)的发光光谱、激发光谱、漫反射光谱、发光衰减以及顺磁共振谱,首次发现了FAP:Ce3+,Mn2+中Ce3+可以形成两种发光中心;同时也发现在该材料中Mn3+的发光中心与普通卤粉相似,即存在MnⅠ和MnⅡ两种中心;研究表明,由Ce3+中心向Mn2+中心的能量传递具有相当高的效率,传递机制属偶极子-偶极子相互作用;在Ce3+→Mn2+能量传递过程中,MnⅠ中心优先被Ce3+中心敏化。     

Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料的制备与荧光性能

使用高温固相法首次合成了Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料,探讨了烧结温度、Sm2+含量对样品荧光性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱等分析手段对Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+粉末的结构、发光性能进行了表征.确定了该荧光材料的最佳合成条件,离子掺杂浓度等.实验结果表...     

低温扩散Mn2+制备ZnSⅩⅣMn,Cu电致发光材料

研究了不同Mn的化合物掺杂在不同退火处理条件下对ZnSⅩⅣMn,CuACEL粉末的发光亮度的影响.在低温下扩散Mn²⁺掺杂的方法,有效降低了Mn盐中其它杂质对发光的影响,和直接高温法制备的ZnSⅩⅣMn,CuACEL材料相比,提高了材料的发光亮度.     

GdBO3：Pr3+，Yb3+中Pr3+到Yb3+的能量传递及发光性质

采用高温固相法制备了一系列单掺或双掺Pr3+和Yb3+的GdBO3材料,分别测试分析了材料的物相结构和发光性质。在446 nm蓝光( Pr3+：3 H4→3 P2)激发下,检测到Yb3+的近红外特征发射,表明样品中存在Pr3+到Yb3+的能量传递。 Pr3+的掺杂浓度一定时,样品的发光会随着Yb3+掺杂浓度的改变而发生变化。通过对比不同掺杂情况下Pr3+：3 P0能级的衰减曲线,发现随着Yb3+的掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短;同时利用不同条件下的衰减特性计算得出不同 Yb3+掺杂浓度样品的能量传递效率。用 Inokuti-Hirayama模型分析表明Pr3+-Yb3+能量传递类型为偶极子-偶极子相互作用。     

Y_2O_3纳米晶体中Ln~(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Im纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品.测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片.研究了纳米Y2O3:Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为.研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料.这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同.尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极一电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小.     

Sm3+掺杂对CaMoO4:Eu3+红色荧光粉结构和发光性质的影响

采用共沉淀法制备了CaMoO4:Eu3,Sm3+纳米荧光粉材料.系统研究了Sm3+离子的引入对CaMoO4:Eu3+材料的结构和发光性质的影响.结果表明:纳米材料的尺寸随着Sm3+离子掺杂浓度的增加而变小.Sm3+的引入,可实现Sm3+和Eu3+之间的能量传递,使Eu3+在近紫外405 nm处的激发增强,进而使Eu3+...     

Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Sm~(3+)的发光性质及其能量传递机制

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了一系列Ca2SiO4∶Ce3+,Sm3+,Li+荧光粉,研究了该荧光粉的发光性质以及能量传递机制。当Ce3+摩尔分数固定在1%时,Sm3+掺杂摩尔分数为2%时样品的红光发射最强。在360 nm激发下,可以证明从Ce3+到Sm3+存在有效的能量传递。能量传递效率最高可达55.8%。运用Inokuti-Hirayama模型对Ce3+-Sm3+能量传递类型进行分析,结果表明该能量传递类型为偶极子-偶极子相互作用。能量传递的临界距离经计算为0.55 nm。     

Mn2+和RE3+在ZnS和ZnSe中的Auger猝灭

在改变MS结势垒区宽度的同时,我们测量了在ZnSe:Mn2+晶体、ZnS:Er3+和ZnS:Sm3+薄膜中的Mn2+、RE3+特征谱的电致发光衰减.测量了高阻和低阻ZnS:Mn2+在变化温度(77K—500K)时,Mn2+发光强度的改变.认为在室温以下,Mn2+和RE3+在低阻ZnS和ZnSe中的辐射跃迁均受到Auger猝灭的影响.     

退火处理对ZnS: Cu,Mn电致发光材料亮度的影响

ZnS系列电致发光已经在低亮度照明、液晶显示、汽车和航空仪表等领域得到广泛的应用.Mn、Cu是ZnS电致发光材料常用的激活剂,Mn²⁺在晶体中形成橙色发光中心,发光中心波长580nm;Cu⁺在晶体中不但形成发光中心,还形成发光所必需的Cu_xS,因此二者对发光亮度有明显的影响.由于ZnS:Cu,Mn橙色发光材料中的Mn掺杂量较大,影响了发光材料的内在结构,在灼烧过程中Mn化合物的其他成分还可能对发光材料的亮度产生了不利的影响,导致发光材料的亮度远低于蓝绿色材料.采用在退火过程中添加适量的Mn、Cu化合物,通过低温扩散的方式,使Mn²⁺均匀进入到ZnS晶格,获得了亮度较高的ZnS:Cu,MnACEL粉末材料.并对制备工艺中Cu、Mn含量、掺杂Mn化合物的形式、退火温度等对发光亮度的影响进行了讨论.实验中发现,在三种Mn化合物中(碳酸锰、乙酸锰、硫酸锰),以乙酸锰掺杂的材料亮度最高.得到Mn(以乙酸锰为添加物)的添加量为2%、Cu的添加量为0.1%、退火温度为700℃时,所制备的材料亮度最高.低温退火时掺杂Mn的材料亮度比常规材料的亮度高出1倍.     

硫化锌中Sm3+的发光中心

本工作研究了Sm3+离子在立方和六角两种结构硫化锌中的光谱。实验上,采用不同激发条件下的高分辨光谱、时间分辨光谱和激发光谱,同时配合低温退火处理实验,鉴别出硫化锌中Sm3+具有两种不同的发光中心。采用发光方法,第一次对稀土离子在硫化锌中的C3v对称发光中心进行分析。在中间耦合自由离子能级基础上利用不可约张量方法和Wigner-Eckart定理进行晶体场计算,得到的晶体场参数实验值和点电荷模型计算的晶体场参数值相符合。     

CaSiO3:Ce,Mn体系中Ce3+→Mn2+的能量传递研究

本文研究了CasiO₃:Ce,Mn体系中Ce³⁺和Mn²⁺的发光及Ce³⁺→Mn²⁺的能量传递特性.分别采用Forster-Dexter电多极相互作用理论和Inokuti-Hirayama能量传递理论,研究了该体系中Ce³⁺→Mn²⁺的高效无辐射能量传递情况.结果表明,Ce³⁺→Mn²⁺的高效能量传递是以电偶极—偶极相互作用为主的电偶极—偶极和偶极—四极相互作用的共同结果.     

Cd3Al2Ge3O12:Mn2+锗酸盐石榴石光谱性质

本文报道室温下Cd₃Al₂Ge₃O₁₂:Mn²⁺(简称CAGG:Mn²⁺)锗酸盐石榴石的漫反射光谱、激发和发射光谱.在UV光激发下,在CAGG中Mn²⁺离子发射强黄光,这是基质到Mn²⁺离子无辐射能量传递的结果.Mn²⁺的黄发射带是由一个弱的红带和一个强的绿带所组成.讨论了这两个Mn²⁺发射带的起因.     

掺杂纳米半导体超微粒ZnS:Mn2+光学特性研究

九十年代对纳米尺寸(nanoscale)材料的光物理性质的深入研究,导致了介于微观与宏观物理间的新的学科一介观物理(mesoscopic physics)的产生.其科学义在于建立和发展介于原子分子和固体之间所谓介观系统(mesoscopic system)的量子理论,揭示介观物质特性及其相互作用本质,并利用介观特性探索新型结构和功能材料.以往对纳米半导体超微粒材料的研究主要集中于与本征特性相关的量子尺寸效应,或缺陷对超微粒本征特性的影响[1,2].超微粒中过渡金属离子中心发光性质研究首次报道于1993年[3,4]并指出这可能成为崭新的一类发光材料.     

基于合作能量传递的Sm~(2+)离子上转换发光

报道了Sm~(2+)离子的上转换发光。在实验上证明了变价镧系离子同样可以作为上转换材料的发光中心。在近红外光的激发下,复合Ba FCl_(0.5)Br_(0.5)∶1%Sm~(2+)-Ca F_2∶1%Yb~(3+)化合物发出红色上转换发光。上转换发射光谱中位于631,644,665,689,704,729 nm的特征发射分别来自于样品中Sm~(2+)的~5D_i(i=0,1)→~7F_j(j=0,1,2)特征跃迁。根据动力学分析及光子数拟合的结果,我们将二价Sm离子的上转换过程归因于合作能量传递,即:两个同时被激发的Yb~(3+)离子合作将能量传递给一个Sm~(2+)离子。     

Eu3+激活的硼钒酸钇的光致发光

找出了合成Eu3+激活的硼钒酸钇铕发光粉的适宜条件和发光最佳化学组分,它是(Y0.94Eu0.06)(V0.69B0.31)O3.7.对其发光光谱的温度依赖关系的研究指出,发光最佳温度在350℃左右.发光的这种温度依赖关系与基质和Eu3+对能量的吸收,以及基质向Eu3+能量传递效率的提高有关.此外,试验结果还表明,在365nm激发下,少显Gd2O3、Zn2GeO4·GeO2:Mn2+等添加剂的加入提高了样品的发光亮度.     

共沉淀法合成Sm3+掺杂的Sr2CeO4的荧光光谱

以（NH4）2C2O4为沉淀剂，用Sr，Ce和Sm的硝酸盐为反应物，制备了Sr2CeO4：Sm的前驱体。将此前驱体烧结后，得到了Sm掺杂的Sr2CeO4白色荧光材料。其荧光光谱强度与烧结温度和Sm^3＋的掺杂浓度密切相关，当烧结温度为1050℃以及Sm^3＋的掺杂浓度为1mol％时，峰值为470nm的宽带以及Sm^3＋在608和654nm的线谱发射最强。同直接在高温固相反应下得到的样品进行比较，其发射光谱强度大大提高。     

CaS:Ce,Tb中Tb3+到Ce3+的能量传递

本文通过发射光谱、激发光谱和发光的衰减特性,研究了三价稀土离子Ce3+和Tb3+在CaS基质中的相互作用。实验结果表明,在CaS中Tb3+敏化了Ce3+的发光,监测Ce3+的发光(505nm),在激发光谱中出现Tb3+中心特征辐射的激发带。而且在CaS:Ce、Tb中,Ce3+中心的发光衰减变慢,衰减后期的慢成份正是反映了能量施主Tb3+的衰减特性,证明在CaS:Ce、Tb中存在着Tb3+到Ce3+的能量传递。     

Photophysical and photoluminescence properties of co-activated ZnS:Cu,Mn phosphors

ZnS:Cu,Mn phosphors were prepared by conventional solid state reaction with the aid of NaCl-MgCl₂ flux at 900 °C. The samples were characterized by X-ray powder diffraction, UV-vis absorbance spectra and photoluminescence spectra. All samples possess cubic structure. Cu has a much stronger effect on the absorption property of ZnS than Mn. Incorporation of Mn into ZnS host only slightly enhances the light absorption, while addition of Cu remarkably increases the ability of absorption due to ground state Cu⁺ absorption. The emission spectra of the ZnS:Cu,Mn phosphors consist of three bands centered at about 452, 520 and 580 nm, respectively. Introduction of Mn significantly quenches the green luminescence of ZnS:Cu. The excitation energy absorbed by Cu is efficiently transferred to Mn activators non-radiatively and the Mn luminescence can be sensitized by Cu behaving as a sensitizer (energy donor).