Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。     

稀土掺杂Lu3Al5O12荧光粉的发光特性及能量传递

采用高温固相法制备了Ce、Sm共掺Lu_3Al_5O_(12)荧光粉。通过X射线衍射分析、荧光光谱分析研究了样品的结构、发光特性,并通过理论计算研究了能量传递效率、能量传递的临界距离以及能量传递方式。X射线衍射分析表明所制备的荧光粉具有单一的石榴石结构;荧光光谱分析表明,在464 nm蓝光激发下,Sm~(3+)的引入可增加Lu_3Al_5O_(12)∶Ce,Sm发射光谱中红光成分,并且随着Sm~(3+)浓度的增加,Ce~(3+)发光强度逐渐减弱。计算出Ce~(3+)、Sm~(3+)之间的能量传递效率高达77.42%,确定了Ce~(3+)、Sm~(3+)之间的能量传递机制为偶极-偶极相互作用。     

磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce~(3+)和Ce~(3+)/Tb~(3+)激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射(PLE和PL)光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明:所合成的荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)具有氟磷灰石结构,样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x(PO4)6F2∶x Ce~(3+)的相对发射强度随着x增加而增强,当x=0.09时,荧光强度达到最大。荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的激发光谱为240～330 nm的宽带,发射光谱呈现出Ce~(3+)的5d→4f跃迁紫外光(335和358 nm)发射和Tb~(3+)的4f→4f跃迁绿光(542 nm)发射。光谱特性表明,发光过程中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,能量传递效率可以达到60%。计算Ce~(3+)和Tb~(3+)的临界距离为0.79 nm,能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外,详细论述了Ce~(3+)和Tb~(3+)之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb~(3+)的掺杂浓度,对荧光粉发光色坐标与Tb~(3+)的掺杂浓度之间的关系也进行了研究,随着Tb~(3+)的掺杂量从0增加0.52,荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发射光谱色坐标可以从(0.149 4,0.045 1)蓝色区变化到(0.280 1,0.585 3)绿色区。     

卤素离子掺杂对Eu~(2+)-Eu~(3+)共存Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu发光性能的影响

采用高温固相法在还原气氛中合成Ca_(11.52)Al_(14)O_(33-0.5x-0.5y)F_xCl_y:0.48Eu荧光粉,对样品进行了X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)等表征。研究结果表明,所合成样品为立方晶体结构,样品中Eu~(2+)-Eu~(3+)共存且发光可调。在λ_(ex)=253 nm光激发下,单掺F~-与单掺Cl~-的量分别为x=0.5和y=0.5时,Eu~(2+)的蓝光强度与Eu~(3+)的红光强度比值I蓝光/I红光最大,分别为10.16和10.55。通过改变F~-与Cl~-的掺杂浓度,可以调整Eu~(2+)-Eu~(3+)的比例,进而调控荧光粉的发光,发光颜色可调整为淡紫色-深蓝色-淡蓝色-蓝白光-橙红色等变化。     

在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中Tb~(3+)的发光及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化

用高温固相反应法合成了发光材料、研究了Tb~(3+)在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中的光致发光性质及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化作用.在254nm紫外光激发下,Tb~(3+)的发光较弱,但Ce~(3+)对Tb~(3+)有强的敏化作用,其能量传递机埋是偶极-偶极相互作用引起的共振能量传递,计算了传递效率。     

Ce~(3+)在某些硫配位化合物中的发光行为研究

本工作应用CS_2+Ar气固相反应方法和碳保护固相反应方法合成了MLn_2S_4:Ce,MAl_2S_4:Ce,LnS_3:Ce谱体系Ce~(3+)激活硫化物发光体和碱土氯硼酸盐修饰发光体M_2B_5O_9Cl:Ce(M=Ca,Sr,Ba;Ln=La,Gd,Lu,Y)。测定了上述发光体的激发及发射光谱和相     

Sr_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶0.025Eu~(2+)荧光粉的制备、晶体结构及发光性能（英文）

通过高温固相反应在弱还原气氛下制备了Sr_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶0.025Eu~(2+)(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Eu~(2+)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225～400nm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SrAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)中Sr~(2+)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Eu~(2+)所处的晶体场强度减小,发光中心Eu~(2+)的5d能级分裂减小,造成Eu~(2+)最低发射能级重心上移,2个拟合谱峰峰位均呈线性蓝移。     

Eu~(3+)掺杂量对Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法制备了Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉。用X射线衍射仪、荧光分光光度计分别对荧光粉的相结构、发光性能进行了测试。结果表明:其激发光谱最强峰位于395 nm,可以被InGaN管芯产生的300～410nm辐射有效激发;在波长为395 nm近紫外光激发下,其发射光谱谱峰位于617. 6 nm处。Gd_(2-x)WO_6:xEu~(3+)红色荧光粉Eu~(3+)的猝灭浓度为x=0. 3。根据Dexter能量共振理论,其自身的浓度猝灭是由离子间的交换相互作用引起的。此外,随着Eu~(3+)掺杂量的增加,其发射光波长出现向短波移动的现象,这是由于其~5D_0→~7F_2的两个劈裂峰的分支比不同造成的。两个分支强度比例随Eu~(3+)浓度的变化而变化。     

煅烧气氛对LuGd_2Ga_3Al_2O_(12):Ce~(3+)荧光粉的发光性质影响

在O_2, 2%H_2+98%Ar气氛下,通过高温固相法制备了LuGd_2Ga_3Al_2O_(12):0.5%Ce~(3+)(原子分数)荧光粉试样。利用荧光光谱、荧光衰减曲线和热释光谱研究了气氛对试样发光性质的影响。结果表明:O_2气氛下煅烧有助于抑制氧空位的生成,缩短荧光寿命,而还原气氛下煅烧及热处理有利于Ce~(4+)还原成Ce~(3+)离子,并相应生成氧空位;还原性气氛较氧化性气氛下煅烧所得的试样发光强度更强、荧光寿命也更长,并出现了明显的余辉现象。     

La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)材料的制备及其上转换发光性质

采用高温固相法制备了La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光粉。通过X射线衍射(XRD)和上转换发射光谱对样品进行了相结构和发光性质表征。XRD实验结果表明:合成的样品为面心立方萤石结构(Fm-3m)的La_(2.4)Mo_(1.6)O_8相。在980 nm红外光激发下,La_(2.4)Mo_(1.6)O_8∶Yb~(3+),Er~(3+)荧光粉发出分别来自Er~(3+)离子的~2H1_(1/2)→~4I_(15/2)、~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁的绿光(主峰为548和529 nm)和~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁的红光(主峰为670 nm)。进一步地,对样品中可能的上转换发光机制进行了讨论。     

白光LED用Ca_2SiO_4:Ce~(3+)/Eu~(2+)荧光粉的合成及发光特性

采用高温固相法合成了蓝色Ca_2SiO_4:Ce~(3+)以及蓝绿双色Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Eu~(2+)荧光粉,通过粉末X射线衍射(XRD)和荧光光谱对其结构和光学性能进行了研究。确定了Ce~(3+)离子的最佳掺杂浓度、浓度猝灭机制、格位分布及热稳定性,并探讨了Ce~(3+)→Eu~(2+)的能量传递过程和能量传递效率。结果表明,此荧光粉在近紫外波段有强的宽带吸收,可以被InGaN芯片产生的紫外光有效激发;其发光颜色可以从蓝(429nm)到绿(505 nm)实现可调,作为蓝色和绿色荧光粉用于白光LED器件中。     

NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)红色荧光粉制备及发光性能的研究

实验通过传统的高温固相合成法合成了一系列的NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)红色荧光粉。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉具有立方相晶体结构,空间群为Ia-3d,其结构内拥有两个不同配位的发光中心分别为八配位和六配位。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉的激发光谱可以与近紫外LED芯片很好地符合,由于Eu~(2+)离子的4f65d1→4f7能级跃迁,使得NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉表现出发光中心位于610 nm附近的红色宽带发射,半高宽约为110 nm。NaSr_(3.99)B_3O_(8.1)N_(0.6):0.02Eu~(2+)荧光粉的最佳掺N浓度为x=0.8,其寿命在两个不同的发光中心的平均衰减时间分别为603和510 ns。在y=0.02时,NaSr_(4-y)B_3O_(8.1)N_(0.6):yEu~(2+)荧光粉的发射光谱发生了浓度猝灭现象,计算得到其激活剂离子间的临界距离为2.712 nm,导致浓度猝灭的激活剂离子之间的相互作用的方式为偶极子-偶极子。以上结果表明,NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉有望成为白光LED的光色转换材料。     

用于宽谱带发射白色发光二极管的黄色荧光粉Sr8MgAl(PO4)7∶xEu2+的制备及发光性能

通过高温固相反应合成了一系列宽谱带发射黄色荧光粉Sr_8MgAl(PO_4)_7∶x Eu~(2+)(SMAP∶x Eu~(2+)),并对其物质结构、发光性能及其在白色发光二极管(WLED)领域的应用进行了探究。X射线衍射(XRD)测试结果表明,SMAP∶x Eu~(2+)系列荧光粉具有单斜结构和C2/m空间群,激活剂Eu~(2+)离子能够很好地进入SMAP基质中并占据Sr~(2+)离子的晶格位点。漫反射光谱分析显示SMAP基质属于宽带隙材料,带隙宽度为3.60 e V。此外,SMAP∶x Eu~(2+)具有较宽的激发范围(280～500 nm),对应于Eu~(2+)离子的4f~7→4f~65d~1跃迁;在380 nm近紫外光激发下,呈现出450～800 nm的多发光中心的非对称黄光发射,发射峰位于590 nm处。基于高斯多峰拟合结果,得到3个发光中心,分别位于528、600和680 nm。最后,将已制备的黄色荧光粉SMAP∶0.05Eu~(2+)与商业化蓝粉Ba Mg Al_(10)O_(17)∶Eu~(2+)混合涂覆到400 nm芯片上制得色温较好(3 344 K)、显色指数较高(90.1)的WLED。     

Si-N共掺杂Lu_3Al_5O_(12):Ce荧光粉的制备及荧光性质

采用高温固相反应法合成系列Lu_(2.92)Ce_(0.08)Al_(5-y)SiyO_(12-y)N_y(LuAG-CSN)荧光粉,研究了利用CeSi_3N_5实现Si-N在Lu_3Al_5O_(12):Ce(LuAG)荧光粉中的均匀有序掺杂,以优化和调控荧光粉的光致发光特性。首先合成了高纯度的CeSi_3N_5原料,然后采用CeO_2和CeSi_3N_5的组合实现优化Ce浓度(Lu∶Ce=2.92∶0.08)下的Si-N可控均匀掺杂。从荧光粉的激发发射光谱,发现适量的Si-N共掺可以明显增强荧光粉的荧光性能,而且使发射光谱宽化,450 nm蓝光激发的发射峰可从524.2 nm连续调节到556.4 nm,从而能有效优化白光LED的发光效率和调节色坐标,同时发现,所获LuAG荧光粉具有一定的余辉性能。而利用Si3N4作起始原料的掺杂虽然也可以使发射波长宽化,但会显著减低发射强度,且几乎没有余辉特性。     

高光效高热稳定性蓝色荧光粉Ca2-ySrySiO4:Ce3+,Li+的组成筛选和发光机理

采用高温固相法合成了一系列Ca_(2-x-y)Sr_(y-x)SiO_4∶x Ce~(3+),x Li~+蓝色固溶体荧光粉。XRD结果表明,所合成的固溶体荧光粉均为单一物相。随着Sr~(2+)成分的增加,Ca_(2-y)Sr_y SiO_4物相从单斜晶系β-Ca_2SiO_4向正交晶系α′-Ca_2SiO_4转变,发射光谱逐渐红移。组成为Ca_(1.75)Sr_(0.25)SiO_4时,荧光粉的发射波长最长(454 nm),Stokes位移最大。基质为Ca_(1.1)Sr_(0.9)SiO_4的晶体结构可诱导掺杂离子Ce~(3+)取代SrO_(10)格位、Li~+取代CaO8格位。优化的荧光粉Ca_(1.05)Sr_(0.85)SiO_4∶0.05Ce~(3+),0.05Li~+(CS_(0.85)SO∶CeLi)在375 nm紫外光激发下,发射445 nm的蓝光,内量子效率(IQE)达到91.18%,200℃时发射强度保持室温发光强度的98.70%。根据晶体结构、晶体场分裂和掺杂离子质心位移等理论,讨论了CS_(0.85)SO∶CeLi综合发光效应最佳的内在原因。     

单一基质白光荧光粉Ca0.955-xAl2Si2O8:0.045Eu2+,xMn2+的晶胞参数变化和光谱特性

利用高温固相反应制备了Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.325,0.35,0.375,0.40,0.425)一系列试样,系统研究了Mn~(2+)取代基质中Ca~(2+)进入晶格中对其晶胞参数和光谱特性影响。Mn~(2+)以类质同相替代Ca~(2+)进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,试样均为三斜晶系,P空间群。随着Mn~(2+)掺杂量增加,晶胞参数(a,b,c,γ)和晶胞体积V均呈线性递减,且a轴减幅最大,b轴最小,晶面夹角(α,β)呈线性递增。在357 nm激发下,获得的Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)发射光谱均有Eu~(2+)的4f→5d跃迁产生的433 nm和Mn~(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁产生的567 nm两个宽带谱组成。在荧光粉Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)中,Eu~(2+)与Mn~(2+)间存在能量传递,Eu~(2+)→Mn~(2+)间能量传递的临界距离R_(Eu-Mn)=0.947 1 nm,Eu~(2+)→Mn~(2+)能量传递过程为电四极-电四极的多极矩相互作用。通过改变Mn~(2+)掺杂量,在紫外芯片的有效激发下,荧光粉的发射光颜色可从蓝光区(0.158 2,0.086 0)逐渐移至近白光区(0.295 3,0.298 9),可获得一种紫外激发适用于白光LED的单一组分白色荧光粉。     

La_2CaB_(10)O_(19):Ce~(3+)在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La_2CaB_(10)O_(19):Ce~(3+)在VUV-Vis范围的光谱.发现Ce~(3+)在La_2CaB_(10)O-(19)中共有两种格位.分别取代了十配位的I。a’“和八配位的Ca”,从而发射光谱中没有出现特征的双峰,而出现了峰值约位于307,330和 356 nm的3个发射峰.由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂.激发光谱中位于194.224,243.260,274和318 nm的峰是由两个格位的Ce~(3+)的f-d跃迁引起的.Ce~(3+)占据两个格位,可以通过以Eu~(3+)为荧光探针的发射光谱中出现的两个~5D_(0-)~7F_0跃迁得到验证.峰值位于162 nm的激发谱带是基质吸收带.与基质禁带宽度相对应.通过计算,不排除其中包含O~(2-)→Ce~(3+)的电荷迁移带的可能性.     

卤磷酸锶基质中Ce^3＋的发光性质

通过对发射光谱、激发光谱和漫反射光谱的研究,发现Ce~(3+)在Sr_5(PO_4)_3Cl基质中,形成两个发光中心。研究了Sr_5(PO_4)_3X(X=F,Cl、Br)基质中,Ce~(3+)的发光性质,测定了Sr_5(PO_4)_3Br的晶体结构,确定了二元卤磷酸锶体系固相线下的相关系,并研究了卤离子组成改变对Ce~(3+)发光性质的影响。     

Ce3+离子激活的Sr5( BO3)3F荧光材料VUV-Vis发光性质

利用高温固相法合成了一系列Ce3+掺杂的Sr-2xCexNax(BO3)3F (x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)荧光粉.用XRD表征了荧光粉的相纯度.测定了材料在真空紫外-紫外(VUV-UV)范围的激发光谱和VUV-UV光激发下的发射光谱.研究结果显示:Sr5 (BO3)3F的基质吸收峰位置大约在150 ～ 190 nm范围,与Xe基稀有气体混合物等离子体发射波长吻合,适于用作PDP和无汞荧光灯用荧光粉的基质材料.从VUV-UV激发和发射光谱来分析,Ce3+在Sr5( BO3)3F中是占据了Sr(1)和Sr(2)格位,当Ce3+的掺杂浓度较低时,进入Sr(2)格位Ce3+的发光(～390 nm)较强,随着Ce3+的掺杂浓度增加,较低能量Sr(1)格位上Ce3+的发射(～450 nm)增强,因而在同一波长激发下,发射光谱随着掺杂浓度增加发生明显的红移现象,荧光体的发光颜色由蓝紫光(390 nm)向蓝绿光(453 nm)变化.     

近紫外LED用绿色荧光粉Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F发光特性及Ce3+→Tb3+之间能量传递

高温固相法合成Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F荧光粉,并用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)测定分析了其晶体结构及光谱性质。结果表明:当Tb3+掺杂量x=0.07时,发光强度最高,发射主峰位于545 nm,并进一步研究了Ce3+,Tb3+共掺的样品中Ce3+→Tb3+能量传递过程。其次,测试由近紫外LED(~380 nm)和三基色荧光粉(Ba0.11Sr2.89Ce0.01Tb0.07Na0.08AlO4F,BAM and Sr2Si5N8:Eu2+)封装的白光LED光电性能,其色品坐标(x=0.3223,y=0.3408),色温5500 K,显色指数为86.26。因此,Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F可作为一种潜在的适用于近紫外LED激发的荧光材料。