ZnO∶xEu纳米棒的制备及其光谱性能研究

采用微乳液法成功合成了Eu3+掺杂ZnO纳米棒.采用SEM、XRD和Raman光谱、紫外光谱和荧光光谱对其进行了表征.结果表明,Eu3+掺杂ZnO纳米棒保持了六方ZnO结构,Eu3+代替部分Zn2+的位置,没有其它杂质峰的存在.(100)晶面衍射峰强度比率远大于标准衍射卡片,表明ZnO纳米棒沿着一维[00l]晶面方向作取向生长.随着Eu3+浓度的增加,ZnO纳米棒直径基本保持不变,但长度变短,形貌变得较杂乱,伴随颗粒产生.紫外吸收光谱逐渐红移,荧光光谱中出现Eu3+的典型特征发射峰592 nm和612 nm,且I592nm/I612nm有减小的趋势.实验结果表明Eu3+是一种重要的光谱调节元素,能有效的调节ZnO纳米棒的光学性能.     

白光LED用红色荧光粉SrMoO4: Eu3+,Gd3+的制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Sr1-x-yMoO4∶ Eu3+x,Gd3+y,分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫面电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定.结果表明:所合成的样品均为单一纯相四方晶系结构,添加Gd3+(为0.35mol时)使主衍射峰的位置右移了0.35°;SEM照片显示:SrMoO4∶ Eu3+和SrMoO4∶Eu3+,Gd3+颗粒尺寸分布相对均匀,为类方块状,颗粒大小约为1～3μm;Gd3+和Eu3+的共掺得到的SrMoO4∶ Eu3+,Gd3+在616 nm处主发射峰的发光强度约是SrMoO4∶Eu3+的2.09倍;当掺杂x=0.25 mol和y=0.35 mol时,在近紫外光(395 nm)激发下,SrMoO4Eu3+,Gd3+得到616 nm处红光发射极峰.     

Gd3+/Eu3+掺杂羟基磷灰石的自燃烧法制备与性能研究

以尿素为燃料,采用自燃烧法制备Gd3 +/Eu3+掺杂羟基磷灰石(HAp∶ Gd-Eu),并用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分光光度计和振动磁强计等对所得样品进行表征.结果表明,自燃烧法获得的产物由不规则形貌和长条状的颗粒组成,平均粒径为216.2 nm.HAp∶ Gd-Eu在紫外光(255 nm)和可见光(464 nm)激发下,具有较强的红光发射.Gd3掺杂摩尔分数X(Gd3+)为5;,Eu3+掺杂摩尔分数X(Eu3+)为2;时,Gd3+敏化Eu3+发光,HAp∶Gd-Eu发光强度最大.增大X(Gd3+)为10;,由于浓度淬灭,Eu3+发光强度减小.HAp∶ Gd-Eu发光强度随引燃温度升高,逐渐增大.HAp∶ Gd-Eu具有一定的磁响应性.     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

PVP辅助水热合成GdF3∶ Eu3+纳米晶及发光性质研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用水热法制备了GdF3∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱对样品进行了表征.XRD研究结果表明:制备的样品为正交结构的GdF3纳米晶.PVP的使用有利于减小晶粒尺寸和提高颗粒的均匀性.发射光谱研究结果表明:位于594 nm处的主发射峰来自于Eu3+的5 D0→7F1磁偶极跃迁.5D0→7F1与5 D0→7 F2跃迁发射强度比值表明:以PVP为表面活性剂制备的样品中Eu3+的局域对称性相对下降.激发光谱研究结果表明:Gd3+与Eu3+之间有较好的能量传递.纳米晶表面的PVP可能与稀土离子之间形成配位键.     

Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体制备及发光性能研究

通过化学共沉淀法制备Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氧化钇稳定的氧化锆(8YSZ)纳米粉体。研究了煅烧温度对Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂8YSZ纳米粉体荧光光谱和上转换发光性能的影响。结果表明:在448 nm波长激发光激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体有一个549 nm的绿光发射峰,随着煅烧温度的升高,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体的荧光强度先升高后降低。980 nm波长激光激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)∶8YSZ纳米粉体在450~750 nm范围内有一个中心波长在539 nm的绿光发射峰和一个中心波长在650 nm的红光发射峰,随着煅烧温度的升高,纳米粉体的颗粒尺寸增大的同时,其上转换发光强度也逐渐增大。     

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.     

2.7μm激光晶体Yb,Er,Ho∶GSGG的生长与光谱性能研究

用提拉法成功生长出了Yb,Er,Ho∶ GSGG晶体,对其光谱性能进行了研究.测量了晶体在320～3000 nm波段内的吸收光谱.用970 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.7～3 μm激光上下能级寿命,用F-L公式计算了晶体的发射截面.与Er∶ GSGG和Yb,Er∶ GSGG晶体的光谱参数进行了比较,结果表明,Yb,Er,Ho∶GSGG是一种更适合LD泵浦,实现低阈值、高效率2.79 μm激光输出的新型激光晶体.     

载气流量对氧化锌纳米棒阵列的影响

本文研究了在金属有机化学气相沉积法(MOCVD)生长过程中,锌(Zn)源和氧(O)源载气流量的改变对ZnO纳米棒阵列的影响.通过改变源材料载气的流量,得到了直径从150 nm到20 nm范围、均一性明显改善的ZnO纳米棒.采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射图谱(XRD),拉曼光谱(Raman)和光致荧光光谱(PL)等测试手段对样品的形貌结构和光学特性进行了表征.SEM和XRD结果表明当Zn源和O源的载气流量均为1 SLM时,所得的纳米棒直径最均匀,排列整齐,垂直于衬底生长,且结晶度最好.PL谱显示纳米棒的紫外带边峰发生了蓝移,可能与表面效应的增加有关.     

共掺调剂离子Na+/Gd3+调控Eu∶ CaF2晶体的发光特性研究

采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at; Eu∶ CaF2晶体和共掺0.6at; Eu,6.4at; Na∶ CaF2,0.6at; Eu,6.4at; Gd∶CaF2晶体.XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相,共掺后吸收强度降低.以398 nm氙灯激发晶体材料,荧光光谱表明共掺调剂离子后可明显增加Eu2在424 nm处的发光强度,而Eu3的特征发射5 D0→7FJ(J=1,2,3,4)除了表现出半峰宽变大外,峰位和强度均无明显变化.0.6at; Eu,6.4at; Gd∶ CaF2表现出Eu3+的5 D2→7F3和5 D0→7F0特征发射峰,主要可能归因于共掺Gd3+后打破了非反演对称结构,R值(电、磁偶极跃迁比值)明显降低,提高了晶体格位结构的对称性.共掺Na+后在CIE色域坐标图上显示坐标由(0.303 7,0.142 5)可变为(0.204 3,0.062 6),对应从紫色到蓝色的色域调控.     

α相和β相BiNbO4∶Eu3+的荧光性能

采用高温固相法合成出正交相和三斜相结构的BiNbO₄∶Eu³⁺样品,利用X 射线衍射(XRD)、拉曼光谱、吸收光谱和荧光光谱对样品的结构和光学性能进行了研究。结果表明:900 ℃合成样品为正交相结构α-BiNbO₄,而1 200 ℃得到三斜相结构β-BiNbO₄。吸收光谱得到α相和β相BiNbO₄的光学带隙分别为2.69 eV和2.96 eV,与第一性原理的理论结果2.640 eV和3.032 eV相吻合。Eu³⁺掺杂诱导二者的光学带隙蓝移至2.89 eV和3.05 eV,有效改变了其光响应范围。荧光光谱表明:Eu³⁺在两种结构的最强荧光峰均来自⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁,最强荧光峰分别位于615 nm和611 nm。Eu³⁺在β-BiNbO₄中的荧光强度更高,而且其⁵D₀→⁷F₂和⁵D₀→⁷F₁的荧光强度比值更大。与Eu³⁺相似,Er³⁺在β-BiNbO₄中具有更高的上转换荧光强度,其强度约是在α-BiNbO₄中荧光的近40倍,说明三斜结构BiNbO₄更适合做稀土离子的基质材料。     

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.     

均相共沉淀法制备氧化锌基红色荧光粉

以Zn(NO_3)_2·2H_2O、CO(NH_2)_2 、Eu(NO_3)_3·6H_2O和LiNO_3·2H_2O为原料,采用均相共沉淀制备了粒径为20～40 nm的Eu,Li共掺的纳米ZnO荧光粉,用SEM、XRD、TG-DSC、FL等检测手段对样品进行了表征.结果表明:样品的荧光性能与热处理温度及Eu,Li的掺杂比例密切相关,掺杂的ZnO荧光粉呈现出Eu的特征发射,其发射主峰位于611 nm处.     

柠檬酸燃烧法制备Gd3Ga5O12:Eu3+纳米晶及发光性质

以柠檬酸为燃烧剂,乙二醇为分散剂,采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD研究结果表明:合成的样品均为单一的Gd3Ga5O12晶相,纳米晶的一次性粒径分布在16～ 30nm.发射光谱和激发光谱的研究表明:主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的跃迁;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带.讨论了柠檬酸和乙二醇用量对晶粒尺寸、品格常数、发射和激发强度的影响.结果表明:过量的柠檬酸和适量的乙二醇有利于晶体发育和发光强度的提高.     

微波法合成新型红色长余辉材料Gd2O2S:Eu,Mg,Ti中助熔剂的影响

用微波辐射法合成了红色长余辉材料Gd2O2S:Eu,Mg,Ti,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等手段对合成产物进行了分析和表征,并研究了不同助熔剂Li2CO3,Na2CO3,K2CO3,Na3PO4,KH2PO4以及Li2CO3和Na2CO3共同作用对材料的微观形貌及发光性能的影响.结果表明:不同的助熔剂的加入均可得到单相晶体,材料的晶体结构为六方晶系,与Gd2O2S的相同.颗粒分散性较好,晶粒尺寸以及形貌因助熔剂的不同而有所差别.发光性质研究表明:不同助熔剂的加入并没有改变样品发射谱主峰位置(627nm),但对其峰强度产生明显影响,激发光谱中的情况与此相似.研究发现Li2CO3和Na2CO3共同作用可有效延长余辉时间.     

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。     

锐钛型纳米二氧化钛的制备、表征及其机理的研究

以Ti(SO4)2为原料,沸腾回流强迫水解制备了TiO2粉体,利用XRD、TEM、IR等手段对样品进行表征,并对其制备机理进行了较为深入的研究.结果表明,该法制得了水合TiO2为锐钛矿相的结构,经400～600℃煅烧,样品的粒径均为100nm以下,大小分布均匀.     

碱金属和三价Eu离子共掺杂的碱土钼酸盐荧光粉发光性能

采用固相法制备了用于白光LED的Eu3+和碱土离子(Li+,Na+,K+)共激活的钼酸盐荧光粉AMoO4(A=Ca,Sr).通过X射线衍射图片看出,Eu3+和Na+的掺入降低了晶格参数,同时衍射峰强度明显增加.本文研究了荧光粉的激发光谱和发射光谱.它的激发谱覆盖了从240nm到500nm的范围,在470nm处有一个激发峰,这说明它能够被GaN LED发出的蓝光有效激发.发射谱表明它能够发射峰值位于616nm和624nm的红光.实验研究了碱土离子的量(摩尔分数)对AMoO4:Eu3+发光性能的影响,0.25是最合适的掺杂量.反应时间和反应温度对发光性能也有很大的影响.搅拌均匀的反应物在800℃灼烧3h得到的样品发光强度最强.     

Enhancement of the emission from TeO2 nanorods by encapsulation with ZnO

TeO₂‐core/ZnO‐shell nanorods were synthesized by a two–step process comprising thermal evaporation of Te powders and atomic layer deposition of ZnO. Scanning electron microscopy images exhibit that the core‐shell nanorods are 50 ‐ 150 nm in diameter and up to a few tens of micrometers in length, respectively. Transmission electron microscopy and X‐ray diffraction analysis revealed that the cores and shells of the core‐shell nanorods were polycrystalline simple tetragonal TeO₂ and amorphous ZnO with ZnO nanocrystallites locally, respectively. Photoluminescence measurement revealed that the TeO₂ nanorods had a weak broad violet band at approximately 430 nm. The emission band was shifted to a yellowish green region (∼540 nm) by encapsulation of the nanorods with a ZnO thin film and the yellowish green emission from the TeO₂‐core/ZnO‐shell nanorods was enhanced significantly in intensity by increasing the shell layer thickness. The highest emission was obtained for 125 ALD cycles (ZnO coating layer thickness: ∼15 nm) and its intensity was much higher than that of the emission from the uncapsulated TeO₂ nanorods. The origin of the enhancement of the emission by the encapsulation is discussed in detail. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)