近紫外荧光粉SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)的光致发光特性

采用高温固相反应法制备了xCe~(3+)(x=0.01%,0.05%,0.10%和0.30%)激活的Sr_(1-x)Al_2Si_2O_8近紫外荧光粉,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测出荧光粉的物相结构,通过光致发光谱(PL)和激发光谱(PLE)表征了荧光粉的发光性质。结果显示,在中波紫外光激发下,发射峰位于长波紫外区,归属于Ce~(3+)的5d→2 F5/2和5d→2 F7/2跃迁。激发波长308nm时,观察到近紫外SrAl_2Si_2O_8荧光粉的发光强度随Ce~(3+)掺杂量增加而先增大后减小,同时发射峰位置红移。280和325nm波长选择性激发条件下的差异性发射行为表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)具有两种性质不同的发光中心,该结论由监测320和390nm发射时获得的形状具有明显区别的激发光谱亦可得以验证。离子半径的匹配性支持Ce~(3+)优先取代Sr~(2+),同时Van Uitert的经验公式估算结果推断出低浓度的Ce~(3+)生成九配位的Ce(Ⅰ)发光中心,高浓度掺杂情况下部分相互近邻的Ce~(3+)有效配位数减小,形成八配位的Ce(Ⅱ)发光中心。紫外280nm激发下峰位348nm的发射谱带源于Ce(Ⅰ)和Ce(Ⅱ)发光中心共同贡献,紫外325nm激发下发射峰位于378nm的发射带则主要对应于Ce(Ⅱ)发光中心。紫外光激发下Ce~(3+)发射出较强的近紫外光,表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)是一种适用于研发紫外荧光光源的荧光粉体材料。     

增强型太阳能电池用Ce~(3+)/Tb~(3+)掺杂碱土硼酸盐玻璃

制备并研究了Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂碱土硼酸盐(LKZBSB)玻璃及该体系玻璃的光致发光特性,观察到起源于Ce~(3+)和Tb~(3+)发光中心的蓝紫色和绿色荧光。波长为487,543,586和621nm的发射峰分别归属于Tb~(3+)的5 D4→7 F6,5 D4→7 F5,5 D4→7 F4和5 D4→7 F3发射跃迁,389nm的宽带发射峰归属于Ce~(3+)的5d→4f电偶级允许跃迁。通过Ce~(3+)引入,LKZBSB玻璃中Tb~(3+)可见光发射的有效激发波长范围显著扩大,尤其在中波紫外激发下,Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺样品中Tb~(3+)的绿光发射强度相对于Tb~(3+)单掺样品,增强系数高达73倍。结果表明,在Ce~(3+)/Tb~(3+)掺杂LKZBSB玻璃中,紫外辐射可有效转换成可见光,作为光转换层对增强型太阳能电池的研发具有重要的应用价值。     

Ce~(3+)在YGG中的光谱性质

本文首次报导并讨论Y_3Ga_5O_(12)石榴石中Ce~(3+)离子的漫反射吸收光谱,激发光谱及荧光性质。发现无论在紫外辐射,可见蓝光或电子束激发下,Ce~(3+)激活的YGG均呈现Ce~(3+)的5d-4f充许跃迁吸收和荧光性质。从440nm扩展到680nm附近的宽发射带是由于Ce~(3+)的最低的5d态跃迁到2FJ(J=5/2和7/2)终态结果。和YAG:Ce石榴石相比,YGG中Ce~(3+)的吸收带和发射带的位置向短波移动。     

γ-Ca_2SiO_4∶Ce~(3+),Al~(3+)荧光粉的合成与发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列γ-Ca_2SiO_4∶x Ce~(3+),y Al~(3+)黄色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,1 200~1 300℃温度下生成β-Ca_2SiO_4,在1 350~1 500℃下生成γ-Ca2SiO_4,Al~(3+)和Ce~(3+)的掺入未改变Ca2SiO_4的结构。在1 450℃下合成的γ-Ca_2SiO_4∶0.5%Ce~(3+),4%Al~(3+)样品的相对发光强度最强。在450 nm激发下,在565 nm处存在一个宽带发射峰,主要源于Ce~(3+)的5d→2F7/2和5d→2F5/2跃迁。荧光粉受热影响较大,在450 nm激发下,样品在475 K时的发光强度降为室温的63%。监控波长为565 nm时,Ce~(3+)的衰减曲线符合单指数衰减规律,荧光寿命为104.2 ns,与其跃迁类型和离子价态基本相符。     

Ce~(3+)-Yb~(3+)共掺YAG荧光粉量子剪裁发光的浓度及温度特性

采用高温固相法制备了不同掺杂浓度的YAG∶1%Ce~(3+),x%Yb~(3+)(x=5,10,15,20,25)系列荧光粉。在450 nm蓝光激发下,测试了样品的发射光谱,得到了中心波长在550 nm的可见宽带发射(Ce~(3+):5d→4f)和1 030 nm的近红外发射(Yb~(3+):2F_(5/2)→2F_(7/2))。可见和近红外发射强度随Yb~(3+)掺杂浓度的变化表明Ce~(3+)到Yb~(3+)存在能量传递过程,并得到Yb~(3+)的猝灭浓度为15%。在低温条件下(80~300 K)测试YAG∶1%Ce~(3+),15%Yb~(3+)样品的发射光谱和拉曼光谱,通过对其量子剪裁发光温度特性的分析,描述了基质声子在Ce~(3+)到Yb~(3+)的能量传递过程中起到的重要作用。     

Ce激活氯化钠在真空紫外光激发下的发光性质

采用水热蒸发法制备了NaCl∶Ce3+荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)研究了材料的晶体结构。测量并分析材料在室温下的真空紫外激发光谱及相应的发射光谱。结果表明309和324nm的发射峰,对应于Ce3+离子的5d→4f(2 F5/2,2 F7/2)跃迁;激发谱显示6个峰,峰位分别为148,190,205,216,232和247nm。148nm的激发峰是基质吸收引起的;190,205,216,232和247nm是Ce3+的4f→5d跃迁引起的。     

Tb~(3+)和Ce~(3+)在Sr_7Zr(PO_4)_6基质中能量传递及发光特性研究

用高温固相法制备了Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)、Sr_7Zr(PO_4)_6∶Ce~(3+)及Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+),Ce~(3+)一系列荧光粉,并通过X射线衍射仪及荧光光谱仪分析了其结构和发光性质。结果表明,Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)呈现特征绿色发射,最强发射峰位于543 nm,属于Tb~(3+)的5D4→7F5跃迁,激发峰位于226 nm处,但激发带较窄。为拓宽其激发带的宽度,在Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)中掺入了Ce~(3+),观察到掺入Ce~(3+)后激发带变宽,且在Ce~(3+)的激发波长处激发得到了Tb~(3+)的发射,表明存在Ce~(3+)到Tb~(3+)的能量传递。     

Ba3Tb(BO3)3:Ce3+:一种白光LED用绿色荧光粉

采用高温固相法合成了Ba3Tb(BO3)3和Ba3Tb(BO3)3:Ce3+两种绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.Ba3Tb(BO3)2材料呈多峰发射,发射峰位于439,493,547,589和629 nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7F1=6,5,4,3跃迁发射,主峰为547 nm;监测547 nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330 nm)和4f4f电子吸收(330-400 nm)组成,主峰为380 nm.以Ce3+激活Ba3Tb(BO3)3,所得Ba3Tb(BO3)3:Ce3+与Ba3Tb(BO3),材料的发射光谱分布相同,但发射强度明显增强,说明Ce3+对Tb3+产生了很好的敏化作用;监测547 nm最强发射峰,所得激发光谱为宽带,主峰位于360 nm.改变H3BO3量,Ba3Tb(BO3)3:Ce3+材料的发射强度随之变化,当H3BO3过量15 wt%时,发射强度最大.上述研究结果表明Ba3Tb(BO3)3:Ce3+是一种很好的适于UV-LED管芯激发的白光LED用绿色荧光粉.     

CaYAlO_4∶Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉的发光性能及Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递

采用溶胶凝胶法合成了CaY_(1-x-y)AlO_4∶xCe~(3+),yTb~(3+)荧光粉,探讨了稀土离子Ce~(3+)、Tb~(3+)单掺及共掺对样品发光性能的影响。研究结果表明,合成的样品为四方晶系的纯相。在368nm光激发下,CaY_(1-x)AlO_4∶xCe~(3+)发射蓝光,发射峰位于445nm附近;在246nm光激发下,CaY_(1-y)AlO_4∶yTb~(3+)发射绿光,发射峰位于418,440,491,548,589,625nm附近。在Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺荧光粉中,Ce~(3+)的能量可传递给Tb~(3+),使Tb~(3+)的发光增强;当用368nm或378nm光激发共掺荧光粉时,Tb~(3+)呈现强烈的绿光发射。调整Ce~(3+)与Tb~(3+)的掺杂浓度可以调整对应的蓝光与绿光的发射强度。     

Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的溶胶-凝胶法合成和闪烁性能

采用溶胶-凝胶法制备了Lu2Si2O7∶Ce纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪、X射线激发发射谱仪对制备的Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的晶相结构、微观形貌和光学性能进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Lu2Si2O7∶Ce前驱体在煅烧温度为1000℃时开始晶化,晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而变大,1200℃煅烧2 h后的晶体颗粒均匀,分散性最优,平均晶粒尺寸约为28.9 nm,呈近球形;Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的紫外吸收谱存在峰位分别为304 nm和350 nm两个吸收峰,源自于Ce^3+离子的4f→5d跃迁;光致发射谱和X射线激发发射谱都表现为典型的非对称双峰结构,归属于Ce^3+离子的5d^1→2F5/2和5d^1→2F7/2跃迁,Ce^3+离子的最佳掺杂浓度约为1%;荧光衰减时间约为37.2 ns,可满足高时间分辨X射线探测需要。     

铈离子掺杂浓度对氯化镧(LaCl_3:Ce)闪烁晶体发光性能的影响

本文采用垂直Bridgman法,分别生长了未掺杂LaCl3和掺有不同浓度CeCl3的LaCl3闪烁晶体,并对它们的透光性质、发光性质和光衰减特性进行了测试和对比分析.发现未掺杂LaCl3晶体的吸收边位于215 nm附近,本征发射峰为405 nm,衰减时间在1μs以上.该发光属于纯氯化镧晶体的自陷激子发射,但随着CeCl3掺杂浓度的提高,源于自陷激子(STE)的本征发射强度逐渐降低,LaCl3:Ce晶体中的吸收边逐渐红移至300nm,由Ce3+中心所产生的5d→4f发射逐渐增强,其衰减时间加快至～20 ns.这种现象被解释为LaCl3晶格中的自陷激子向Ce3+离子发光中心的能量传递作用所致.     

Ce:Lu2Si2O7闪烁晶体的结构和光谱特性

采用中频感应提拉法生长出Ce:Lu2Si2O7(Ce:LPS)晶体.通过x射线粉末衍射分析,晶体结构属单斜晶系的C2/m空间群.光学显微镜下可观测到晶体的(110)解理.在室温下测试了Ce:LPS晶体的吸收光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明,Ce:LPS晶体的吸收峰只有两个,分别位于302和349 nm,且与激发峰的位置一致,归因于Ge3+的4f1→5d1跃迁的特征吸收所致.发射光谱具有Ce3+典型的双峰特征,经Gaussian多峰值拟合,带状谱是由384和407 nm两个发射峰叠加而成,且后者的强度明显高于前者.     

（Sr,Ba）Al12O19∶RE^3＋（RE=Ce,Tb）的VUV发光及Ce^3＋→Tb^3＋的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19∶RE3 (RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构。Ce3 产生302nm的发射峰和340nm左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的。Tb3 的发射光谱显示特征的5D3→7Fj(j=2,3,4,5)和5D4→7Fj(j=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160nm左右的峰是由基质吸收和Tb3 -O2-电荷迁移带交迭产生的,193nm峰是Tb3 的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的。Ce3 的发射和Tb3 的f-f跃迁吸收(~320 nm)完全交迭,并且Tb3 的发光强度随Ce3 的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3 发光部分来自于Ce3 的吸收,具有Ce3 →Tb3 能量传递。     

CaMoO_4:Tb~(3+)发光材料的制备和发光性质的研究

用共沉淀法制备了样品CaMoO_4:Tb~(3+)的前驱物,经TG-DTA测试表明:样品在850℃时有能量吸收峰,即达到样品反应的活化点。XRD谱图分析显示,焙烧后样品CaMoO_4:Tb~(3+)为CaMoO_4的白钨矿结构,但峰位发生了右移,说明晶体内部产生了微小的晶体缺陷,推测该缺陷可能是由晶胞内2个Tb~(3+)取代了3个Ca~(2+)形成空穴而引发的。通过对激发谱图的测试发现,此种缺陷结构有利于使MoO_4~(2-)发射特征峰(488 nm)的能量有效地传递给Tb~(3+),使Tb~(3+)的4f电子发生跃迁,特别使Tb~(3+)的~7F_6→~5D_4(488 nm)电子跃迁大大加强,因而在样品CaMoO_4:Tb~(3+)的发射谱图(λ_(ex)=488 nm)中,自激活荧光体MoO_4~(2-)的发射强度被大大减弱,而Tb~(3+)的~5D_4→~7F_5(544 nm)跃迁的绿光发光强度被大大增强,使该材料成为有潜在应用价值的发光材料。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+),Ce~(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+),Ce~(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb~(3+),Ce~(3+)单掺及Tb~(3+),Ce~(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce~(3+)与Tb~(3+)之间的能量传递过程。通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试。结果表明,Tb~(3+),Ce~(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb~(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce~(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+)发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性。发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce~(3+)的敏化作用,还与Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce~(3+)与Tb~(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。     

用于白光LED的GGAG∶Ce复合荧光膜制备和性能

白光LED由于发光效率高、寿命长以及节能环保等优点,已逐渐成为照明行业的主流产品。通常照明用白光LED要求高显色指数和低色温。本文采用Gd_3(Al, Ga)_5O_(12)∶Ce (GGAG∶Ce)作为发光粉体、硅胶作为基质材料成功制备了可用于封装白光LED的具有一定透明度的GGAG∶Ce柔性复合荧光膜。通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱、扫描电子显微镜(SEM)、变温荧光光谱等手段分析了复合荧光膜的物相、形貌及发光性能。结果表明,该柔性复合荧光膜的主晶相为GGAG∶Ce晶相,荧光膜表面平整度较好、柔性较好。GGAG∶Ce复合荧光膜的主激发峰和发射峰分别位于450 nm和540 nm左右,属于Ce~(3+)的5d→4f电子跃迁发光,衰减时间约为40 ns左右。荧光性能表明,复合荧光膜的最佳复合浓度为20%左右,其显色指数达到85.1,色温为6 295 K。变温荧光光谱表明,复合荧光膜具有较好的热稳定性,在白光LED中具有潜在的应用前景。     

(Sr,Ba)Al12O19:RE3+(RE=Ce,Tb)的VUV发光及Ce3+→Tb3+的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19:RE3 (RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构.Ce3 产生302 nm的发射峰和340 am左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158 nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的.Tb3 的发射光谱显示特征的.D3→1Fi(i=2,3,4,5)和5D4→7Fi(i=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160 nm左右的峰是由基质吸收和Tb -O2-电荷迁移带交迭产生的,193 nm峰是Tb3 的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233 nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的.Ce3 的发射和Tb3 的f-f跃迁吸收(～320 nm)完全交迭,并且Tb3 的发光强度随Ce3 的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3 发光部分来自于Ce3 的0吸收,具有Cd →Tb3 能量传递.     

绿色荧光粉Sr3P4O13∶Ce3+,Tb3+的发光特性及Ce3+→Tb3+能量传递机理

采用高温固相法合成Sr_3P_4O_(13):Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪分析该荧光粉的物相组成、颗粒形貌和发光性能。结果表明:Sr_3P_4O_(13):Ce~(3+)的发射光谱和Sr_3P_4O_(13):Tb~(3+)的激发光谱在300～400 nm有重叠;在近紫外光(290 nm)激发下,该荧光粉发射出Ce~(3+)的蓝光(300～420 nm)和Tb~(3+)的黄绿光(480～500 nm和530～560 nm);当Ce~(3+)的摩尔分数为0.08,Tb~(3+)的摩尔分数从0.01增大到0.09时,Ce~(3+)的4f→5d电子跃迁将能量传递至Tb~(3+)的~5D_3能级和~5D_4能级,Ce~(3+)的发光强度逐渐降低,Tb~(3+)的发光强度逐渐增强,表明Sr_3P_4O_(13)基质中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递;当掺杂Tb~(3+)的摩尔分数为0.09时,能量传递效率可高达86.46%;样品Sr_(2.61)P_4O_(13):0.24Ce~(3+),0.15Tb~(3+)的色坐标在绿光区域,因此Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺杂的Sr_3P_4O_(13)荧光粉可作为绿色荧光材料应用于白色发光二极管。     

高效医用闪烁体Lu2SiO5:Ce的真空紫外光谱研究

利用同步辐射真空紫外光谱技术对高效医用闪烁体Lu₂SiO₅:Ce进行了研究.结果表明,粉末微晶样品中位于250—320nm之间的两个激发带相对于单晶样品变的非常弱,两种样品对应于基质吸收的激发带的位置和峰形都不相同,表明它们中存在不同的缺陷.在185nm激发下,两类样品的发射谱基本相似,粉末微晶样品的略有红移,位于350—500之间的发射带对应于Ce³⁺5d→4f跃迁,可以分解为来源于两种Ce发光中心的3个子带.位于550nm附近的新的弱发射带可能源于第二种Ce中心的发射或来源于材料中的缺陷.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用高温熔融法制备Ce~(3+)或Tb~(3+)单掺和Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。通过透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线等手段对其发光性能进行研究。实验结果表明:在紫外光的激发下,Tb~(3+)掺杂闪烁玻璃发出明亮的绿光(544 nm),而Ce~(3+)掺杂闪烁玻璃发出蓝紫光。对于Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃,在紫外光和X射线激发下均观察到Ce~(3+)离子敏化Tb~(3+)离子发光的现象,这是由于存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量转移。Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃的最佳Ce2O3掺杂摩尔分数为0.2%,此时Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递效率为45.7%。在X射线激发下,Ce_2O_3摩尔分数为0.2%的Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃在544 nm处的发光强度是Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)闪烁晶体在500 nm处发光强度的4.2倍,积分闪烁效率达到BGO晶体的55.6%,这有利于在高分辨率医学成像中降低辐射剂量。