荧光粉Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+的合成及光谱性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺荧光粉。用X射线粉晶衍射(XRD)仪对其进行了物相分析,用电子扫描电镜(SEM)观察了该荧光粉的形貌,同时测定了激发光谱及发射光谱。结果表明,Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺的晶体结构与Y₃Al₅O₁₂(钇铝石榴石)一致,形貌也表现出等轴粒状的特点。发射谱为峰值位于580 nm处的宽带发射,是Ce³⁺的 4f⁶5d¹-4f⁷特征跃迁发射。激发谱表现为340 nm和468 nm的双峰带,可以被蓝光有效的激发。Ce³⁺的浓度对发光强度有明显的影响,当Ce³⁺的摩尔分数为0.06时,发光强度最大。最后考察了成分取代而导致的Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺的物相转变和对发光性能的影响。     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,xBi³⁺(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征。结果发现:单掺杂Bi³⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi³⁺的³P₁→¹S₀电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu²⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷跃迁而引起的。当Bi³⁺离子掺杂到Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi³⁺离子样品的1.9倍。     

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Ce³⁺ 的4f¹→5d¹跃迁的特征吸收所致. 发射光谱具有Ce^{3+< /sup>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. 关键词： 2Si₂O₇')" href="#">Ce:Lu₂Si₂O₇ 提拉法 晶体结构 光学 特性}     

Eu3+或Tb3+掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱

采用燃烧法制备了不同Ln³⁺(Ln=Eu或Tb)掺杂浓度和不同平均粒径的Y₂O₃:Ln纳米晶体粉末和体材料样品。研究发现随着粒径的减小,Y₂O₃:Eu电荷迁移带的位置发生红移;并且,由于存在于近表面低结晶度环境中的Eu³⁺数量的增加,小粒径样品(5nm)的电荷迁移带还向长波方向发生了明显的展宽。实验中还观察到Y₂O₃:Tb纳米晶激发谱中4f5d(4f⁸→4f⁷5d¹)跃迁吸收对应激发峰(带)的谱线形状随样品粒径变化存在较大的差异,这是由于Tb³⁺存在于近表面的低结晶度和颗粒内部的高结晶度两种不同环境中,Tb³⁺的4f5d跃迁在两种环境中对应的吸收峰位置不同,当样品粒径发生变化时Tb³⁺处于两种环境中的比例随之变化,造成相应吸收跃迁对应的激发峰(带)强度发生变化,并改变了激发谱的谱线形状。实验中还发现,随着Tb³⁺(或Eu³⁺)浓度的减小,Y₂O₃基质激子跃迁吸收的激发峰对比4f5d跃迁(或电荷迁移带)激发峰的相对强度随之增强。     

长余辉发光材料CaAl2O4∶Eu2+,Gd3+ 的制备和发光性能研究

采用高温固相法制备了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺ 长余辉发光材料。利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱测试等手段对所制备的样品进行结构表征和发光性能的分析,探究Eu²⁺摩尔分数为3.5%,硼酸质量分数为0.5%,Gd³⁺摩尔分数分别为2%,3%,4%,5%时样品的发光性能。研究结果表明:实验成功地合成了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺粉晶,并且Eu²⁺和Gd³⁺的引入并未引起CaAl₂O₄晶体结构的改变。样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于444 nm左右,属于Eu²⁺的4f⁶5d→4f⁷跃迁,所发光为蓝光。蓝色荧光粉CaAl₂O₄∶3.5%Eu²⁺,3%Gd³⁺的发光强度最好。     

真空紫外光激发下Ce3+、Tb3+激活的BaCa2(BO3)2的发光性质

利用XRD、VUV及UV光谱等方法对Ce³⁺、Tb³⁺离子掺杂以及Ce³⁺、Tb³⁺离子共掺的3种BaCa₂(BO₃)₂荧光粉的相纯度、发光性质、浓度猝灭现象进行研究。结果表明:3种荧光粉在VUV波段有较好的吸收,基质吸收带位于140～190 nm范围。Ce³⁺在BaCa₂(BO₃)₂的最低4f5d跃迁带位置在360 nm附近,其5d→²F_J(J=5/2, 7/2)发射峰分别位于393,424 nm。Tb³⁺掺杂的样品在172 nm激发下的发射光谱由4个窄带组成,分别对应⁵D₄→⁷F_J(J=3,4,5,6)的跃迁,其中占主导位置的是⁵D₄→⁷F₅的跃迁,大约位于543 nm处,主要为绿光发射。在Ce³⁺,Tb³⁺离子共掺杂的BaCa₂(BO₃)₂光谱中,观察到Ce³⁺-Tb³⁺离子间有能量传递。     

铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性

应用中频反应磁控溅射技术制备了Al₂O₃:Ce³⁺的非晶薄膜.X射线光电子谱(XPS)检测显示薄膜中有Ce³⁺生成.这些薄膜的光致发光峰是在374nm附近,它来自于Ce³⁺离子的5d¹激发态向基态4f¹的两个劈裂能级的跃迁.发光强度强烈地依赖于薄膜的掺杂浓度,但发光峰位置不随掺杂浓度而变化.Ce³⁺含量和薄膜的化学成分是通过X射线散 关键词： 光致发光 2O₃')" href="#">Al₂O₃ 薄膜 稀土元素     

Eu2+掺杂CaSi2O2N2荧光粉发光性能

采用固相反应法合成了组成为Ca_1-xEu_xSi₂O₂N₂的Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉.通过荧光光谱对样品的发光性能进行了研究,发现Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉发射光谱为宽波段的单峰结构,主要包含绿光和黄光区,发射峰在556~568 nm.从发射光谱的宽带特征来看,CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射主要对应着Eu²⁺离子4f⁶5d→4f⁷跃迁.从激发光谱所覆盖的范围还可以看到,样品可以有效的被UV蓝-光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用.另外,样品的发光性能与激发离子的浓度有着很大关系.激发离子浓度增大时,发射光谱会发生明显红移.利用这一性质,可以通过改变Eu²⁺浓度来调节荧光粉的发光范围,从而满足不同场合的需要.同时,Eu²⁺浓度提高,样品发射光谱的强度也会随之增强,在x=0.06时发射强度达到最大值,之后继续增加Eu²⁺浓度,强度不仅没有增加反而降低,即出现浓度猝灭现象.     

SrAl12O19：Pr3+中4f2→4f2电偶极跃迁强度参量化

对SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺中4f²→4f²电偶极跃迁强度的参量化进行了研究.考虑明确的4f5d组态成分与4f²跃迁能级混杂对4f²组态内跃迁的影响.引入新的强度参数T_kq，参数值由³P₀能级的相关实验数据拟合.利用拟合的参数T₃₃和T₅₃计算¹S₀向下各能级发射的跃迁强度，计算值与实验及Judd-Ofelt理论的结果进行了比较. 关键词： 12O₁₉：Pr³⁺')" href="#">SrAl₁₂O₁₉：Pr³⁺ 宇称态混杂 4f5d组态 强度参数     

SrB4O7：Pr3+,Mn2+中的Pr→Mn能量传递

从能量传递的角度出发,利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对Pr³⁺和Mn²⁺掺杂的SrB₄O₇粉末样品进行了光谱研究.206nm激发下,在SrB₄O₇:Pr³⁺(0.1%,摩尔分数)样品中观察到了来自Pr³⁺离子1S0能级的光子级联发射.SrB₄O₇:Pr³⁺样品的发射谱与SrB₄O₇:Mn²⁺样品监测Mn²⁺离子640nm发射的激发谱在330~430nm的波长范围里存在显著的光谱重叠.这个光谱重叠有利于Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递发生,从而将Pr³⁺离子级联发射中第一步不实用的紫外或近紫外光子转换为Mn²⁺的红光发射.双掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺,Mn²⁺与单掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺的发射谱比较揭示出Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递的确存在,并且提供了一种传递效率的估算方法,表明通过“Pr³⁺-Mn²⁺”组合有可能获得量子效率大于1的高效真空紫外激发发光材料.     

Luminescent properties of Ce in MSO4 (M: Ca, Sr and Ba) and the effect of Na co-doping

The optical properties of Ce³⁺ in CaSO₄, SrSO₄ and BaSO₄ are reported. The Ce³⁺ ion shows 4f⁰5d¹→²F_5/2,²F_7/2 luminescence in all three sulphates. Co-doping with Na⁺ does not change the local surrounding of the Ce³⁺ ion, but enhances the amount of Ce³⁺ ions built in. Under optical excitation, besides the typical Ce³⁺ doublet emission in the ultraviolet spectral region, band emission around 445 nm was observed. This band emission was not assigned to emission from a Ce³⁺ centre, but to emission from an impurity-trapped exciton. Under X-ray excitation, both Ce³⁺ emission and an emission band around 380 nm was observed. This band was assigned to emission from a self-trapped exciton.     

Vacuum ultraviolet spectroscopy of Pr in CaAl4O7, LaMgAl11O19 and SrLaAlO4

The vacuum ultraviolet spectroscopy of Pr³⁺ doped CaAl₄O₇, LaMgAl₁₁O₁₉ and SrLaAlO₄ is reported. It appears that whenever the aluminate host lattice is excited directly, mainly exciton and 4f²–4f² [³P₀] Pr³⁺ emission are observed. When the excitation energy is lower, Pr³⁺ ions are excited selectively and 4f5d–4f² emission dominates. These observations can be explained by assuming that energy transfer from the host lattice to the Pr³⁺ ion takes place preferentially via an intermediate exciton state with an energy too low to reach the energetic Pr³⁺ 4f5d excited states.     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅:RE³⁺(RE=Ce,Tb)荧光粉。研究了其中Ce³⁺,Tb³⁺的光谱性质,Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂时的能量传递效率,以及Ce³⁺和Tb³⁺的动力学过程。发现在共掺杂的样品中,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅绿色发射比Tb³⁺单掺杂样品中的绿色发射有显著的提高。当Tb³⁺的含量从1%增加到8%时,Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递效率逐渐增加至70%。通过动力学研究,在Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂的样品中,提高Tb³⁺的浓度,Ce³⁺的寿命减小。此外,Ce³⁺离子寿命的倒数与Tb³⁺的浓度之间很好地符合线性函数关系,经过拟合Ce³⁺离子的电子跃迁速率和Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递速率分别为5.1×10^-2和1.34ns^-1·mol^-1。Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁的衰减曲线很好地遵守指数式衰减,并且随着Ce³⁺的掺杂浓度提高,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅寿命增加。结果表明在共掺杂的2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅材料中存在Ce³⁺到Tb³⁺的有效能量传递,这种材料在541nm处有着较强的绿光发射,所以将在发光以及显示领域有潜在的应用前景。     

实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

12CaO·7Al_2O_3∶Ce~(3+)透明陶瓷的制备及其闪烁特性研究

采用高温固相法制备了不同Ce3+掺杂浓度的12Ca O·7Al2O3(C12A7∶x%Ce3+)陶瓷样品。在350 nm紫外光激发下,样品的发射光谱呈现为主峰位于440 nm的宽带,来源于Ce3+的5d1→2F5/2和2F7/2的辐射跃迁。随着Ce3+掺杂浓度的增加,发射强度增大;当Ce3+摩尔分数超过0.7%时,有杂质相出现。为了进一步提高光致发光强度,采用自蔓延燃烧法合成了C12A7∶0.5%Ce3+陶瓷样品。在H2气氛下热处理,通过改变笼中阴离子基团的种类和数目提高了陶瓷闪烁特性(发光强度和衰减时间)。结果表明,C12A7∶Ce3+陶瓷是可应用于闪烁体的潜在材料。     

Oxygen ion conductivity of yttria-niobia mixed oxide with fluoride related structure

The oxygen ion conductivity of Y₂O₃---Nb₂O₅ with a fluorite-like structure was studied. Substitutional solid solutions of Nb₂ O₅ in Y₂O₃ lattice formed the defect fluorite phase and remarkably enhanced the oxygen ion conductivity. Doping with tetravalent cations, especially Ti⁴⁺ or Ce⁴⁺, in yttria-niobia oxide is effective in enhancing the oxygen ion conductivity. Although the n-type semiconducting property appeared below P_O2 = 10⁻¹⁸ atm at 1243 K, the yttria-niobia mixed oxide doped with Ce⁴⁺, Ti⁴⁺, and Zr⁴⁺ stably exhibited oxygen-ion conduction in the wide range of oxygen partial pressures studied.     

钇镓石榴石中Tb3+到Ce3+的无辐射能量传递特征

在Y₃Ga₅O₁₂石榴石中,室温下采用紫外激光选择激发光谱研究了能量从Tb³⁺的⁵D₃和⁵D₄能级无辐射传递给Ce³⁺的²D_3/2能级。实验结果符合Frster-IH直接无辐射传递理论。⁵D₃(Tb³⁺)→²D_3/2(Ce³⁺)能量传递是电偶-偶极子相互作用机理,其平均临界传递距离为R₀=16.3?,而⁵D₄(Tb³⁺)→²D_3/2能量传递是起主导作用的电偶-偶极子相互作用,其平均临界传递距离为11.2?。在⁵D₄的传递过程中,电偶-四极子相互作用也应予以考虑。 关键词：     

Eu2+在磷酸镧中的发光及Ce3+→Eu2+的能量传递

采用高温固相反应合成了LaPO₄:Eu²⁺和LaPO₄:Ce³⁺,Eu²⁺样品,报道了Eu²⁺在LaPO₄中的发光性质和Ce³⁺→Eu²⁺的能量传递现象。文中探讨了Ce³⁺→Eu²⁺的能量传递机理,根据Dexter电多极相互作用的理论证明其为偶极子偶极子相互作用的共振能量传递。     

Simultaneous excitation of Ce and Eu ions in Tb3Al5O12

Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ (YAG:Ce) and Tb₃Al₅O₁₂:Ce³⁺ (TAG:Ce) both show the typical Ce³⁺ ion luminescence of the allowed Ce³⁺ d–f transition. Eu³⁺ codoping, however, reveals different results for both matrices: in YAG:Ce,Eu, only the luminescence of the Ce³⁺ ion occurs by excitation within the Ce³⁺ absorption bands. Here, the Eu³⁺ luminescence cannot be sensitized by the Ce³⁺ ion. But in TAG:Ce,Eu, both Ce³⁺ and Eu³⁺ luminescence are measured at several excitation wavelengths: an excitation within the Tb-sublattice results in both Ce³⁺ and Eu³⁺ luminescence, which is not surprising as an energy transfer from Tb³⁺ to Ce³⁺ and Eu³⁺ is well known in literature. In addition, an excitation in the lowest 5d level of Ce³⁺ delivers Eu³⁺ luminescence at room temperature. This means that the Ce³⁺ ion can be used as a sensitizer in the TAG lattice that transfers its energy via the Tb sublattice to the activator Eu³⁺.