空气中合成固溶体荧光粉Ba2(Zn, Mg)Si2O7:Ce3+,Eu2+,Eu3+及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹-4f⁷跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J (J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu³⁺在Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇基质中被还原成了Eu²⁺;当x=0.1时,荧光粉Ba_1.97Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu³⁺被还原成Eu²⁺离子的程度最大。当共掺入Ce³⁺离子后,形成Ba_1.97-yZn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺荧光粉体系,其发光随着Ce³⁺离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba_1.96Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.01Ce³⁺,0.03Eu的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba₂Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇基质中的能量传递与发光机理。     

绿色荧光粉Ca3Y2Si3O12:Tb3+,Ce3+的制备及发光特性

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺。XRD检测结果显示,荧光粉主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂,属单斜晶系。荧光光谱分析表明:Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺硅酸盐荧光粉可以被370nm的近紫外光激发,发射绿光,主发射峰位于490nm(⁵D₄→⁷F₆),544nm(⁵D₄→⁷F₅),585nm(⁵D₄→⁷F₄)和621nm(⁵D₄→⁷F₃)。用544nm最强峰监测,得到主激发峰位于370nm的激发光谱,此光谱覆盖了300~450nm的波长范围。研究了煅烧条件、掺杂浓度及Ce³⁺共掺杂对荧光粉发光性能的影响:在1400℃下经二次煅烧6h得到的样品的发光性能最佳,Tb³⁺离子的最佳掺杂浓度为20mol%,Ce³⁺离子共掺杂能够提高荧光粉的发光强度,其最佳掺杂量为4mol%,说明存在Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递。     

绿色荧光粉Ca3Y2Si3O12:Tb3+,Ce3+的制备及发光特性

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺.XRD检测结果显示,荧光粉主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂,属单斜晶系.荧光光谱分析表明：Ca₃Y₂Si₃O₁₂:Tb³⁺硅酸盐荧光粉可以被370 nm的近紫外光激发,发射绿光,主发射峰位于490 nm(⁵D₄→⁷F₆),544 nm(⁵D₄→⁷F₅),585 nm(⁵D₄→⁷F₄)和621 nm(⁵D₄→⁷F₃).用544 nm最强峰监测,得到主激发峰位于370 nm的激发光谱,此光谱覆盖了300~450 nm的波长范围.研究了煅烧条件、掺杂浓度及Ce³⁺共掺杂对荧光粉发光性能的影响：在1 400 ℃下经二次煅烧 6 h得到的样品的发光性能最佳,Tb³⁺离子的最佳掺杂浓度为20mol%,Ce³⁺离子共掺杂能够提高荧光粉的发光强度,其最佳掺杂量为4mol%,说明存在Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递.     

CaSb2O6:Bi3+,Eu3+荧光粉的制备和发光性质

采用共沉淀法及1 200 ℃后续煅烧4 h,成功制备了CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉,并对其结构及发光性能进行了研究。所制备荧光粉颗粒为六边形类圆饼状,平均尺寸在100~600 nm之间。对CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺发光的机理分析表明,Bi³⁺对Eu³⁺的发光存在高效的敏化与能量传递。当Bi³⁺和Eu³⁺的掺杂浓度分别为0.5%和8%,Eu³⁺位于580 nm(⁵D₀→⁷F₀ )处的荧光发射显著增强,Bi³⁺,Eu³⁺共掺样品的荧光强度是CaSb₂O₆:Eu³⁺的10倍左右。调节Bi³⁺/Eu³⁺离子掺杂比,色坐标呈现了从蓝、白光到红光的变化,表明该荧光粉可分别作为蓝或红色荧光粉使用,甚至可实现从蓝、白光到红光的自由调控,这为白光LED荧光粉的发展提供了参考。     

Eu3+掺杂B2O3-CaO发光材料的制备及其发光性能

采用溶胶凝胶法制得高纯的B₂O₃-CaO∶Eu³⁺荧光粉。用XRD、IR对不同退火温度下所得样品的结构进行表征,结果发现随退火温度的变化,能形成不同结构的硼酸盐基质。通过对以不同结构硼酸盐为基质荧光粉的激发、发射谱图及荧光衰减曲线的分析,探讨了材料的发光性能和发光机理。结果表明,在不同结构硼酸盐基质中,Eu³⁺都处于无反演对称中心格位,以（⁵D₀→F₂）电偶极跃迁为主,所以材料主要发红光;且900℃退火所得高纯相的CaB₂O₄基质最有利于发光、对应的荧光衰减时间最长,这都因在此荧光粉中Eu³⁺更易取代Ca²⁺,并形成相对较多的p-n结和陷阱所致。     

Cd3Al2Ge3O12: Mn2+磷光体的发光和长余辉性能

采用传统的高温固相法合成了Cd₃Al₂Ge₃O₁₂: Mn²⁺长余辉发光材料, 利用X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪、热释光谱计量仪等手段对粉末样品进行了表征。研究了以Zr⁴⁺离子作为辅助激活剂离子, 对发光材料Cd₃Al₂Ge₃O₁₂: Mn²⁺余辉性能的影响。分析结果表明, 样品位于500~700 nm的黄光宽带发射峰源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)跃迁发射结果。并且观察到了由Cd₃Al₂Ge₃O₁₂基质向激活剂离子Mn²⁺的能量传递。共掺杂Zr⁴⁺离子后样品发射峰位没有明显变化, 但是余辉亮度衰减曲线表明适量的Zr⁴⁺离子掺杂可延长Cd₃Al₂Ge₃O₁₂: Mn²⁺的余辉时间。通过对热释光谱的分析, 解释了双掺杂荧光粉余辉性能增强的原因, Zr⁴⁺的掺杂在材料中引入了深度更为合适的缺陷陷阱, 可有效存储光能, 增强余辉的时间和强度。     

Cd3Al2Ge3O12:Mn2+磷光体的发光和长余辉性能

采用传统的高温固相法合成了Cd₃Al₂Ge₃O₁₂:Mn²⁺长余辉发光材料,利用X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪、热释光谱计量仪等手段对粉末样品进行了表征。研究了以Zr⁴⁺离子作为辅助激活剂离子,对发光材料Cd₃Al₂Ge₃O₁₂:Mn²⁺余辉性能的影响。分析结果表明,样品位于500~700 nm的黄光宽带发射峰源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)跃迁发射结果。并且观察到了由Cd₃Al₂Ge₃O₁₂基质向激活剂离子Mn²⁺的能量传递。共掺杂Zr⁴⁺离子后样品发射峰位没有明显变化,但是余辉亮度衰减曲线表明适量的Zr⁴⁺离子掺杂可延长Cd₃Al₂Ge₃O₁₂:Mn²⁺的余辉时间。通过对热释光谱的分析,解释了双掺杂荧光粉余辉性能增强的原因,Zr⁴⁺的掺杂在材料中引入了深度更为合适的缺陷陷阱,可有效存储光能,增强余辉的时间和强度。     

水热-微波法合成纳米晶长余辉发光材料Y2O2S∶Eu3+，Mg，Ti

采用新型水热-微波法合成了纳米晶长余辉发光材料Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti。通过XRD、TEM、荧光光谱对其进行表征。X射线衍射测试表明所制备的Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti纳米发光材料为单相,六方晶。透射电子显微镜(TEM)测试表明所制备的Y₂O₂S∶Eu³⁺,Mg,Ti纳米发光材料粒径小,分布集中。激发和发射光谱测试表明Eu³⁺离子能有效地掺入硫氧化钇基质中,并具有良好的发光性能。余辉光谱测试表明其余辉颜色为红色,具有良好的余辉效果。     

超细红色荧光粉LaMgAl11O19:Eu3+的制备与发光性能

采用凝胶-燃烧法制备了稀土Eu³⁺掺杂的LaMgAl₁₁O₁₉红色荧光粉的前驱粉末, 在低于700℃退火处理时, 得到非晶态样品, 而高于850℃退火处理后为单一六方相结构LaMgAl₁₁O₁₉:Eu³⁺样品. SEM结果表明, 该法制备的样品为颗粒分布均匀, 粒径在200~400 nm之间的超细粉末. 通过激发光谱和发射光谱研究了Eu³⁺在LaMgAl₁₁O₁₉基质中的发光性能, 结果显示, 非晶态和晶态La_1-xMgAl₁₁O₁₉:x Eu³⁺样品都可发光, 在613 nm波长光的监测下所得荧光粉的激发光谱为一宽带和系列锐峰, 其最强激发峰出现在蓝光465 nm处, 次强峰为394 nm, 表明该荧光粉与广泛使用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配. 在465 nm波长光的激发下观察到超细LaMgAl₁₁O₁₉粉末中Eu³⁺的613 nm (⁵D⁰→⁷F₂)强的特征发射, 且随着粉末逐渐成相⁵D⁰→⁷F₂跃迁明显增强, 说明LaMgAl₁₁O₁₉:Eu³⁺超细粉末可作为白光LED的红色补偿荧光粉.     

Sr2Si5N8∶Eu2+荧光粉的制备与发光性能

以α-Si₃N₄,SrCO₃,Eu₂O₃为原料,采用碳热还原氮化法制备了Sr₂Si₅N₈∶Eu²⁺荧光粉。研究了材料的结构与光谱特性,分析了影响材料发光性能的工艺因素。结果表明,石墨粉含量和助熔剂的用量对Sr₂Si₅N₈相的形成和发光性能有重要影响。当n_C/n_Sr=1.5,助熔剂用量为4wt%时,合成样品的主晶相为正交晶系Sr₂Si₅N₈,在400~550 nm可见光激发下,可发射峰值波长位于609 nm荧光。激发带的位置与Eu²⁺离子浓度无关,为400~550 nm之间的宽带激发;但发射强度随Eu²⁺离子浓度的增加而增加,Eu²⁺离子浓度达到5mol%时发射强度达最大值,在Eu²⁺离子浓度为2mol%~5mol%之间,观察到发射峰的红移现象。     

静电纺丝技术制备Y2O3∶Eu3+纳米带及其发光性质

采用静电纺丝技术制备了PVP/[Y(NO₃)₃+Eu(NO₃)₃]复合纳米带,将其进行热处理,获得了Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带。采用XRD、FTIR、SEM、TEM、荧光光谱等技术对焙烧后的样品进行了表征。结果表明：600 ℃焙烧即可获得Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带,800 ℃时结晶更为良好,产物属于立方晶系。纳米带表面光滑,由平均直径为30 nm的小颗粒紧密排列而成,为多晶结构。随着温度升高,纳米带宽度减小。焙烧800 ℃获得的Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带的发光性质优于焙烧600 ℃的Y₂O₃∶Eu³⁺纳米带。与体材料相比,该纳米带的激发光谱Eu³⁺-O^2-电荷迁移态(CTB)发生红移,发射光谱发生蓝移。     

Eu3+在Ba2TiSi2O8中的发光

The barium titano-silicate phosphors doped with Eu³⁺ were synthesized by high temperature solid state reaction. The structures of as-synthesized samples were characterized by powder XRD. The maximum peaks of emission spectra of Ba₂TiSi₂O₈ and Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were respectively located at 450 and 618 nm, coming from the transitions of charge-transfer bands of Ti⁴⁺-O^2- and forced electric-dipole transition ⁵D₀-⁷F₂ of Eu³⁺. The luminous mechanisms of Ba₂TiSi₂O₈ and Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were suggested. The effects of concentration of Eu³⁺ on the luminous performance of Ba₂TiSi₂O₈∶Eu³⁺ were also studied and the results showed that the optimum concentration of Eu³⁺ was 0.12 mol per mole of matrix.     

Sr0.955Al2-xBxSi2O8:0.025Eu2+荧光粉的制备、晶体结构及发光性能

通过高温固相反应在弱还原气氛下制备了Sr_0.955Al_2-xB_xSi₂O₈：0.025Eu²⁺（x=0~0.9）一系列荧光粉,研究了B（Ⅲ）取代基质晶格中的Al（Ⅲ）对荧光粉晶体结构和Eu²⁺发光性能的影响。B（Ⅲ）以类质同相取代基质晶格中Al（Ⅲ）,形成了连续固溶体。随着B（Ⅲ）取代量的增加,荧光粉的晶胞参数（a、b、c）和晶胞体积（V）呈线性递减,而晶胞参数（β）呈线性递增。荧光粉的激发光谱为位于225~400 nm的宽峰,表观峰值位于350 nm,激发峰的半高宽（FWHM）随着B（Ⅲ）取代量的增加,从90 nm减小到102 nm。发射光谱位于370~600 nm的宽峰,可拟合为409和447 nm两个峰,表观峰值位于409 nm。随着B（Ⅲ）取代量的增加,2个拟合峰位均出现蓝移且2个峰强度比呈线性递减。根据试样荧光光谱,通过Van Uitert经验公式计算得出SrAl₂Si₂O₈：Eu²⁺中Sr²⁺的配位数为9。随着B（Ⅲ）取代Al（Ⅲ）进入基质晶格,造成发光中心Eu与配体O距离增加,使得Eu²⁺所处的晶体场强度减小,发光中心Eu²⁺的5d能级分裂减小,造成Eu²⁺最低发射能级重心上移,2个拟合谱峰峰位均呈线性蓝移。     

Eu2+掺杂MgY2Al3Si2O11N青光荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法合成了一系列Eu²⁺掺杂的MgY²Al³Si²O¹¹N(MYASON)青光荧光粉。详细探讨了不同制备方法对荧光粉的物相结构和发光强度的影响,利用X射线衍射精修和X射线光电子能谱实验证明Si⁴⁺-N^3-离子对成功掺入石榴石晶格中。通过荧光光谱、寿命衰减曲线和变温光谱研究了发光性能,研究结果表明,用365 nm紫外光激发MYASON∶Eu²⁺荧光粉时,在青光区域呈现不对称宽带发射,峰值为490 nm,可以为紫外芯片激发的白光发光二极管有效提供青光成分。     

助熔剂法制备的LaMgAl11O19∶Eun+(n=2，3)的发光特性

LaMgAl₁₁O₁₉∶Euⁿ⁺(n=2,3) was synthesized by solid state reaction using H₃BO₃ as a flux at 1 400 ℃ for 4 hours. And their luminescent properties was investigated under UV and VUV excitation. Strong pure blue emission due to d-f transition of Eu²⁺ was observed in LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu²⁺ both in 254 nm and 147 nm excitation. At the same time, red emission due to ⁵D₀ → ⁷F_J (J=0, 1, 2, 3, 4) transition of Eu³⁺ also observed in LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu³⁺. The dependence of emission intensity of blue/red emission on Eu²⁺ / Eu³⁺-content was evaluated. The result indicated that the blue emission intensity was arrived optimum when Eu²⁺-content was 0.10 mol·mol^-1under both UV and VUV excitation while red emission intensity reached optimum when Eu³⁺-content was 0.125 mol·mol^-1 under UV excitation. This suggests that LaMgAl₁₁O₁₉∶Eu²⁺ phosphors could be potential blue phosphor for the application in PDP.     

共沉淀法合成Yb3+∶Y2O3纳米粉及透明陶瓷的性能

以Y₂O₃为基质材料,掺杂不同含量的Yb³⁺,采用共沉淀法制备出性能良好的Yb³⁺∶Y₂O₃纳米粉,将粉体在1 700 ℃和真空度为1×10^-3 Pa下烧结5 h得到Yb³⁺∶Y₂O₃透明陶瓷。用XRD、TEM、UV-Vis、FL分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明：Yb³⁺完全固溶于Y₂O₃的立方晶格中,Yb³⁺∶Y₂O₃粉体大小均匀,近似球形,尺寸约40～60 nm。Yb³⁺∶Y₂O₃透明陶瓷相对密度为99.7%,在波长600～800 nm范围内其透光率达到80%。Yb³⁺∶Y₂O₃透明陶瓷在950 nm处吸收线宽达到26 nm,在1 031 nm和1 076 nm处的发射线宽分别为13 nm和17 nm。     

稀土Y2-xSiO5∶Eux3+纳米发光材料结构对发光性能影响及发光机理研究

用溶胶凝胶法合成了Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米发光材料，使用XRD、FTIR和TEM对其结构进行了表征。讨论了相结构、煅烧温度和Eu³⁺掺杂浓度对材料发光性能的影响及规律。结果显示煅烧温度在900 ℃以下，材料主要呈非晶相结构，900 ℃以上材料主要呈晶态结构；颗粒随煅烧温度升高而增大，在非晶态时颗粒大小在15～45 nm，在晶态时颗粒大小为60～80 nm。激发光谱和荧光发射光谱受材料晶相结构以及Eu³⁺掺杂浓度的影响，在晶态结构中Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米材料呈现更精细的激发和发射光谱。在激发光谱中，电荷转移态吸收(CST)随煅烧温度升高呈现兰移现象，晶态时CST同非晶态相比明显红移；在发射光谱中，非晶态时 ⁵D₀→ ⁷F₂跃迁呈现强的发光峰，随材料制备温度升高而增强，在晶态时该发光峰强度减弱，在长波波段呈现两个新的发光尖峰，并随煅烧温度升高而增强； ⁵D₀→ ⁷F₁发射峰从非晶态转变为晶态后，光谱裂分为三重尖峰；而 ⁵D₀→ ⁷F₀跃迁发光光谱受结构和颗粒大小影响较小。同时在60～80 nm的Y_2-xSiO₅∶Eu_x晶体中，发现材料 ⁵D₀→ ⁷F₂和 ⁵D₀→ ⁷F₁跃迁发光强度，均受Eu³⁺掺杂浓度的影响，当掺杂浓度x=0.4时，材料发光强度最大。     

球形La2O3∶Eu纳米晶的制备及其发光特性

The spheric La₂O₃∶Eu nanocrystals were prepared using NH₃·H₂O-NH₄HCO₃ mixture as precipitant. The material was characterized by FTIR, XRD and TEM techniques. The luminescence properties of Eu³⁺ in spheric La₂O₃ were measured by three dimension spectra, emission and excitation spectra. The results indicate that the La₂O₃∶Eu nanocrystals are in hexagonal phase by annealing at 800 ℃, the crystal size is about 30 nm. The maximum emission and excitation wavelength were determined by three dimensional spectroscopy to be at 591 nm and 394 nm, respectively. In emission spectrum the band at 591 nm and 612 nm are corresponding to ⁵D₀-⁷F₁ and ⁵D₀-⁷F₂ transition of Eu³⁺ ions. With increasing in annealing temperature the differences of intensity of the two transitions are increased. This phenomenon shows that the luminescence intensity of La₂O₃∶Eu nanocrystals can be tuned by changing annealing temperature.     

CaSb2O6:Bi3+,Eu3+荧光粉的制备和发光性质

采用共沉淀法及1 200 ℃后续煅烧4 h,成功制备了CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉,并对其结构及发光性能进行了研究。所制备荧光粉颗粒为六边形类圆饼状,平均尺寸在100~600 nm之间。对CaSb₂O₆:Bi³⁺,Eu³⁺发光的机理分析表明,Bi³⁺对Eu³⁺的发光存在高效的敏化与能量传递。当Bi³⁺和Eu³⁺的掺杂浓度分别为0.5%和8%,Eu³⁺位于580 nm(⁵D₀→⁷F₀ )处的荧光发射显著增强,Bi³⁺,Eu³⁺共掺样品的荧光强度是CaSb₂O₆:Eu³⁺的10倍左右。调节Bi³⁺/Eu³⁺离子掺杂比,色坐标呈现了从蓝、白光到红光的变化,表明该荧光粉可分别作为蓝或红色荧光粉使用,甚至可实现从蓝、白光到红光的自由调控,这为白光LED荧光粉的发展提供了参考。     

CaWO4:xEu3+,ySm3+,zLi+红色荧光粉的制备及光学性能

采用微波固相法制备了CaWO₄：xEu³⁺,ySm³⁺,zLi⁺红色荧光粉。测量样品的XRD图、激发谱、发射谱及发光衰减曲线,研究并分析了Eu³⁺、Sm³⁺、Li⁺的掺杂浓度,对样品微结构、光致发光特性、能量传递及能级寿命的影响。结果表明,Eu³⁺、Sm³⁺、Li⁺掺杂并未引起合成粉体改变晶相,仍为CaWO₄单一四方晶系结构。Eu³⁺、Sm³⁺共掺样品中,Sm³⁺掺杂为3%时,Sm³⁺对Eu³⁺的能量传递最有效。Li⁺掺杂起到了助熔剂和敏化剂的作用,使样品发光更强。在394 nm激发下,与CaWO₄：3%Eu³⁺样品比较,3%Eu³⁺、3%Sm³⁺共掺CaWO₄及3%Eu³⁺、3%Sm³⁺、1%Li⁺共掺CaWO₄样品的发光分别增强2倍及2.4倍。同一激发波长下,单掺Eu³⁺样品寿命最短,Sm³⁺、Eu³⁺共掺样品随Sm³⁺浓度增加,寿命先减小后增加,且掺杂了Li⁺的样品比不掺Li⁺的样品⁵D₀能级寿命有所增加。