Li+,Eu3+共掺杂La2MoO6红色荧光粉的Pechini法合成及近紫外/蓝光激发下的发光特征

采用Pechini法合成了白光LED用红色荧光粉La_1.9-xMoO₆:0.10Eu³⁺,xLi⁺(x=0,0.10,0.20,0.25),并对样品分别进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDX)以及荧光光谱(PL)等技术手段分析。 PL光谱显示该荧光粉可被近紫外光(395 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,产生616和623 nm强的红光发射,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁。该荧光粉与近紫外LED芯片(370~410 nm)和蓝光LED芯片(450~470 nm)均匹配良好,具有潜在的商业应用价值。 共掺Li⁺离子作为敏化剂能显著提高荧光粉的发光强度,且最优掺杂量为x=0.20。     

白光LED用新型红色荧光粉KCaY(MoO4)3:Eu3+的制备及发光性能

采用高温固相法制备了新型KCaY1-x(Mo04)3:Eux红色荧光粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱技术对粉体进行了结构、表面形貌和发光性能表征.结果表明:该系列荧光粉均为四方晶系的白钨矿结构,能够被近紫外光(394 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,产生Eu3的5 D0→7 F2特征跃迁红光发射(613 nm).对这种荧光粉作后处理,可改善其表面形貌,并提高其发光强度.该系列荧光粉在394,465 nm的吸收与目前广泛应用的近紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配.因此这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料.     

Gd2ZnTiO6∶Dy3+, Eu3+单基质白光荧光粉的制备与发光性能

采用溶胶-凝胶法制备出Dy³⁺, Eu³⁺共掺杂Gd₂ZnTiO₆白光荧光粉. 通过X射线衍射(XRD)、 扫描电子显微镜(SEM)、 光致发光(PL)光谱对荧光粉的物相、 形貌及荧光性质进行了表征. 结果表明, 所制备的样品均为双钙钛矿结构, 属于单斜晶系(空间群: P2₁/n), 形貌为2~5 μm无规则形状的颗粒. 在392 nm近紫外光的激发下, Gd₂ZnTiO₆∶Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉展现出Dy³⁺的蓝光、 黄光发射以及Eu³⁺的特征红光发射. 此外, 通过调节Dy³⁺和Eu³⁺的掺杂浓度, 可实现低色温的暖白光发射. 基于样品优异的荧光性能, 该荧光粉在近紫外激发白光LED中具有一定的开发潜力.     

白光LED用荧光粉的研究进展

综述了国内外白光LED用荧光粉的研究进展.根据目前LED实现白光的两种主流方式:蓝光LED芯片+黄色荧光粉(或+绿色/红色荧光粉)和近紫光LED芯片+红/绿/蓝三基色荧光粉,重点介绍了蓝光芯片激发的黄色,绿色和红色荧光粉以及紫光芯片激发的红色,绿色和蓝色荧光粉.文中并给出了部分具有代表性的荧光粉的激发和发射光谱图.归纳了各种基质材料用于荧光粉的优缺点,对该领域存在的问题及其发展趋势作出了分析和展望.     

Cr3+掺杂的宽带近红外荧光粉研究进展

荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽和峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。面向广泛研究的Cr³⁺激活近红外发光材料,本文综述了发射峰在800～900 nm波段材料发展现状。基于磷酸盐、硼酸盐和硅锗酸盐等体系,阐述了其结构特征与近红外发光峰位、谱带宽度的关系,以及采用工艺优化、组分调节和共掺杂等方法调控近红外发光效率、热稳定性能的效果。     

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Mg Y₂Al₃Si₂O₁₁N(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。     

超细红色荧光粉LaMgAl_(11)O_(19):Eu~(3+)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200～400nm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La1-xMgAl11O19:xEu3+样品都可发光,在613nm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465nm处,次强峰为394nm,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465nm波长光的激发下观察到超细LaMgAl11O19粉末中Eu3+的613nm(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.     

Cr3+ 掺杂近红外荧光材料的研究进展

近红外光谱检测技术具有非侵入性、便携性、响应速度快、效率高等特点,在食品分析、医学监测、虹膜识别和红外成像等领域具有广阔的应用前景。然而,近红外荧光材料面临发射谱带窄、热稳定性差的问题,极大制约了近红外器件的发展。为此,蓝光激发Cr3+掺杂的近红外发光材料在众多方案中优势显著。本综述总结了近年来Cr3+掺杂的宽带近红外荧光材料的最新研究成果,分析了Cr3+掺杂的近红外荧光材料量子效率、发射谱带、电声耦合效应和NIR pc-LED器件的封装,并阐述了Cr3+离子格位占据、敏化发光、发射谱带和热稳定性调控策略。最后,对高效宽光谱发射近红外发光材料的应用前景进行了展望。     

全光谱白光发光二极管用Eu3+掺杂Ca2KZn2(VO4)3黄色荧光粉的制备及光学性能

基于蓝光芯片激发黄色荧光粉或近紫外芯片激发三基色荧光粉构建的白光发光二极管(WLED)在青光区域呈现明显的凹口,导致白光的色彩性能不够理想。为了弥补这一缺陷,实现全光谱白光,我们设计了Eu³⁺掺杂Ca₂KZn₂(VO₄)₃黄色荧光粉,其发射波长范围为400~750 nm。在387 nm激发下,在所制荧光粉中可同时获得来自VO₄^3-基团和Eu³⁺的发射光。Eu³⁺在Ca₂KZn₂(VO₄)₃基质中的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.05,且VO₄^3-基团向Eu³⁺的能量传递效率达到64.9%。基于变温的发射光谱,揭示了所制荧光粉的热稳定性并发现VO₄^3-基团和Eu³⁺的激活能分别为0.538和0.510 eV。此外,将所制黄色荧光粉与商用蓝色荧光粉和近紫外芯片进行封装整合,得到可发射暖白光的WLED器件,其色温和显色指数分别为3843 K和85.8。     

Er3+/Tm3+共掺镱基纳米晶上转换白光调控及应用

稀土掺杂上转换白光材料在固态照明、液晶显示器和信息防伪等领域具有重要应用前景。然而,以前的工作主要集中在惰性基质材料体系,难以大幅提升敏化剂掺杂浓度,大大限制了上转换白光发射强度。为解决这一问题,提出一种基于LiYbF₄@LiYF₄的核壳纳米结构设计,以敏化剂LiYbF₄基质为晶核并掺杂适当浓度的激活剂Er³⁺和Tm³⁺,成功实现980nm激发的上转换白光发射。进一步设计了LiYbF₄∶Er/Tm@LiYbF₄@LiYF₄∶Nd核壳壳结构,利用Nd³⁺吸收808nm激发光,实现了980和808nm双通道激发的上转换白光发射。将白光上转换纳米晶结合940nm近红外芯片封装成发光二极管(LED)器件,施加300mA电流激发出明亮的白光,展示了其在白光LED方面的应用潜力。     

亚微米级Y3Al5O12:Ce3+荧光粉的共沉淀法合成、表征及光致发光

以金属硝酸盐为原料,使用NH3·H2O-NH4HCO3混合沉淀剂,开展了以反滴化学共沉淀方式和两步煅烧法合成掺铈的钇铝石榴石(Y3Al5O12Ce3+)黄色荧光粉研究.采用DTA-TGA和XRD研究共沉淀法制备的前驱体粉末热分解与钇铝石榴石晶相形成过程,通过荧光光谱和SEM研究荧光粉光致发光及添加剂对其发光和形貌影响规律.结果表明,采用化学共沉淀法合成温度比传统高温固相法降低300 ℃以上;荧光粉粒径0.3～1 μm,颗粒规则呈类球状;468 nm激发下荧光粉发射峰为532 nm;煅烧阶段添加氟化物,可使荧光粉的发射强度等发光特性明显提高,对控制Y3Al5O12Ce3+荧光粉的形貌有显著作用;与蓝光LED芯片封装后形成的白光LED色温Tc为5571 K,光效率为45 lm·W-1,显色指数Ra为79.9,色坐标为(0.3308,0.3476).     

白光LED用红色荧光粉CaMoO4：Eu^3＋的制备及发光性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了CaMoO4: Eu3 荧光粉,对前驱体进行了差热(DSC)分析,对样品进行了X-射线衍射(XRD)、粒度分析和荧光光谱测定. DSC 和XRD结果表明,在700℃时可得到CaMoO4纯相.粒度分析结果表明随着烧结温度的升高,产物的粒径明显增大,700℃时约为 160 nm,而用固相法在800℃制备的CaMoO4: Eu3 荧光粉的平均粒径明显增大至3μm左右.分别以393 nm 的近紫外光和 464 nm 的可见光激发样品,CaMoO4: Eu3 荧光粉发出明亮的红光,对应于Eu3 的4f - 4f跃迁,当Eu3 的掺杂浓度约为30 mol %时,在616 nm处的发光强度最大.在393,464 nm的吸收分别与目前应用的紫外光和蓝光LED芯片相匹配.因此,这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光材料.     

白光LED用荧光材料Ba3 Gd( BO3 )3:Eu3+的发光性能研究

用高温固相反应法制备了稀土离子Eu3+ 掺杂的三元稀土硼酸盐Ba3Gd(BO3)3发光材料, 通过X射线衍射 (XRD) 、荧光光谱和扫描电镜 (SEM) 等测试手段对Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ 荧光粉的制备条件、发光性能以及形貌进行了研究. XRD结果表明, 在1000 ℃时可得到Ba3Gd(BO3)3 纯相. 扫描电镜照片显示颗粒基本为球形, 粒径约为200～400 nm. 发光光谱测试表明, Ba3Gd(BO3)3:Eu3+荧光粉在近紫外区(UV) (396 nm)和蓝光区(466 nm)可以被有效地激发, 分别用255和396 nm的紫外光激发样品时, 以Eu3+ 的 5D0-7F2 (611和616 nm) 超灵敏跃迁为主要发射峰. 当Eu3+的掺杂浓度为10%(摩尔分数)时, Ba3Gd(BO3)3:Eu3+ 在611和616 nm处的发光强度最大. 因此, 这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光材料.     

白光LED用光转换无机荧光粉

本文综述了近年来白色发光二极管用光转换无机荧光粉的国内外研究进展.分别从能被蓝光LED芯片激发的黄色、绿色与红色荧光粉,和能被近紫外LED芯片激发的蓝色、绿色与红色荧光粉以及单一基质白光荧光粉进行了综述,对性能较好的荧光粉进行了重点推介;对相应的铝酸盐、硅酸盐、氮(氧)化物、钼酸盐等荧光粉的光致发光光谱及其调控原理进行...     

Cr3+掺杂Ca4HfGe3O12宽带近红外荧光粉的发光特性及应用

近红外荧光粉在生物活体成像领域展现出重要的应用前景。但活体成像用近红外荧光粉存在种类匮乏、耐温性差等瓶颈问题。采用固相法合成了宽带近红外Ca₄HfGe₃O₁₂∶ xCr³⁺(0≤x≤0.09)荧光粉。X射线衍射和能谱分析的结果表明Cr³⁺离子成功进入Ca₄HfGe₃O₁₂晶格。在469 nm蓝光激发下，Ca₄HfGe₃O₁₂∶xCr³⁺荧光粉发射出690~1 200 nm的宽带近红外光，峰值波长为825 nm (⁴T₂-⁴A₂)，半高宽达到141 nm，Cr³⁺掺杂最佳浓度为0.03。依据激发光谱峰形和寿命衰减行为，证实Cr³⁺仅占据基质中一种阳离子格位。Ca₄HfGe₃O₁₂∶0.03Cr³⁺荧光粉的荧光量子效率为33.63%，该荧光粉发射光谱在400 K下的积分面积为室温下的60.5%，表明该样品具有优良的热稳定性。采用自制近红外荧光粉转换器件照射人手掌和滤波片遮挡的水果，观察到清晰地静脉血管和遮挡水果的轮廓。     

一种新型的红色荧光粉——Ca4GdO(BO3)3:Eu3+

采用高温固相法制备了一种新型的红色荧光粉——Ca₄GdO(BO₃)₃:Eu³⁺.研究了它在X射线、真空紫外和紫外激发下的发光性能,研究表明,样品无论是在X射线、真空紫外还是在紫外的激发条件下,样品都能发出很强的红光.它的主发射峰在610 nm,而且其它位置的发射峰都很弱;它很容易被254nm、172 nm和X射线所激发而发出很强的红光,因此是一种具有潜在应用价值的红色荧光粉.研究表明Gd³⁺离子与激活剂(Eu³⁺)存在着一种能量传递的过程,而这种能量的传递过程可能跟二次吸收有关.     

亚微米级Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉的共沉淀法合成、表征及光致发光

以金属硝酸盐为原料,使用NH3·H2O-NH4HCO3混合沉淀剂,开展了以反滴化学共沉淀方式和两步煅烧法合成掺铈的钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Ce3 )黄色荧光粉研究。采用DTA-TGA和XRD研究共沉淀法制备的前驱体粉末热分解与钇铝石榴石晶相形成过程,通过荧光光谱和SEM研究荧光粉光致发光及添加剂对其发光和形貌影响规律。结果表明,采用化学共沉淀法合成温度比传统高温固相法降低300℃以上;荧光粉粒径0.3～1μm,颗粒规则呈类球状;468nm激发下荧光粉发射峰为532nm;煅烧阶段添加氟化物,可使荧光粉的发射强度等发光特性明显提高,对控制Y3Al5O12∶Ce3 荧光粉的形貌有显著作用;与蓝光LED芯片封装后形成的白光LED色温Tc为5571K,光效率为45lm·W-1,显色指数Ra为79.9,色坐标为(0.3308,0.3476)。     

基于能量传递可调光色荧光粉Ca2LaTaO6∶ Dy3+, Sm3+的发光性质及其发光二极管器件应用

通过固相反应法设计了Dy³⁺, Sm³⁺共掺杂双钙钛矿结构Ca₂LaTaO₆(CLTO)光色可调的白光发光二极管(LED)荧光粉. 通过Rietveld精修计算, 确定了Ca₂LaTaO₆的晶体结构参数和Dy³⁺, Sm³⁺离子的晶格占位, 并用密度泛函理论(DFT)计算了禁带宽度. 激发/发射光谱和荧光衰减行为证实了共掺杂体系中Dy³⁺到Sm³⁺的能量传递. Dy³⁺→Sm³⁺的能量传递机制为电偶极-电偶极相互作用, 离子间的临界距离为1.176 nm. 基于Dy³⁺→Sm³⁺的能量传递, 可通过调节Dy³⁺/Sm³⁺离子的掺杂浓度比, 使发光颜色从黄色转变为黄红色, 并实现白光发射. 利用该荧光粉与紫外芯片结合制作成白光发光二极管器件, 并确定了这些LED器件的发光效率、 CIE色度坐标、 相关色温(CCT)和显色指数(CRI)等. 结果表明, 这些荧光粉在紫外激发的白光LED中具有潜在的应用价值.     

BaWO_4:Sm~(3+)红色荧光粉的微波合成及发光性能研究

以WO_3和BaCO_3为原料,采用微波法成功合成出白光LED用类球形BaWO_4基质粉体,制备了Sm~(3+)掺杂的BaWO_4红色荧光材料。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和荧光光谱(PL)等测试手段对BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉的物相、微观形貌和发光性能进行表征。结果表明:微波功率700 W,反应15 min, MnO_2为微波吸收剂时合成出类球形BaWO_4:Sm~(3+)粉体。BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉激发峰位于405和480 nm,样品可被UV-LED及蓝光激发产生位于650 nm的红光发射。经Li~+电荷补偿后BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉的发射峰强度明显增强。BaWO_4:Sm~(3+)是一种潜在的近紫外及蓝光激发白光发光二极管用红色荧光粉。     

黄光类水滑石的制备、表面改性及应用

采用共沉淀法合成了荧光类水滑石材料,该材料在470 nm蓝光激发下可发出黄色荧光(557 nm),采用硅烷偶联剂对其进行表面改性,探讨了表面改性对黄光类水滑石的发光性能、结构及热稳定性的影响。将改性黄光类水滑石与GaN基蓝光芯片封装后制得了白光LED。研究结果表明,改性的黄光类水滑石是制作白光LED可供选用的黄色发光材料。本文成功地将低温一步法制备得到的金属有机配合物/无机纳米杂化材料应用于LED,拓展了LED用荧光粉的选用范围。