La7O6(BO3)(PO4)2:Eu3+/Tb3+荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Eu³⁺材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为⁵D₀→⁷F₂特征能级跃迁,Eu³⁺的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为（0.610 2,0.382 3）;La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂：Tb³⁺材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,Tb³⁺离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为（0.317 7,0.535 2）。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu³⁺和Tb³⁺掺杂的La₇O₆（BO₃）（PO₄）₂荧光材料均具有良好的热稳定性。     

SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+长余辉材料发光性能与温度依赖研究

对SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉材料在100~500 K温度之间的发光性能进行研究。实验结果表明,材料的荧光及余辉强度在特定温度区间内呈线性变化,在热释峰所在温度范围具有较好的发光性能。其变化规律表明SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉材料内部陷阱中电子的释放包括瞬时释放和延时释放两种类型,其中电子瞬时释放进而跃迁发光是荧光的组成部分,延时释放产生的跃迁则导致余辉发光。陷阱和电子的复合与陷阱中电子释放过程均随温度升高而增强,但温度过高时会发生热猝灭。材料荧光强度与余辉强度在特定温度区间内随温度呈线性变化关系表明其可以作为一种光纤温度传感材料。     

稀土Y2-xSiO5∶Eux3+纳米发光材料结构对发光性能影响及发光机理研究

用溶胶凝胶法合成了Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米发光材料，使用XRD、FTIR和TEM对其结构进行了表征。讨论了相结构、煅烧温度和Eu³⁺掺杂浓度对材料发光性能的影响及规律。结果显示煅烧温度在900 ℃以下，材料主要呈非晶相结构，900 ℃以上材料主要呈晶态结构；颗粒随煅烧温度升高而增大，在非晶态时颗粒大小在15～45 nm，在晶态时颗粒大小为60～80 nm。激发光谱和荧光发射光谱受材料晶相结构以及Eu³⁺掺杂浓度的影响，在晶态结构中Y_2-xSiO₅∶Eu_x纳米材料呈现更精细的激发和发射光谱。在激发光谱中，电荷转移态吸收(CST)随煅烧温度升高呈现兰移现象，晶态时CST同非晶态相比明显红移；在发射光谱中，非晶态时 ⁵D₀→ ⁷F₂跃迁呈现强的发光峰，随材料制备温度升高而增强，在晶态时该发光峰强度减弱，在长波波段呈现两个新的发光尖峰，并随煅烧温度升高而增强； ⁵D₀→ ⁷F₁发射峰从非晶态转变为晶态后，光谱裂分为三重尖峰；而 ⁵D₀→ ⁷F₀跃迁发光光谱受结构和颗粒大小影响较小。同时在60～80 nm的Y_2-xSiO₅∶Eu_x晶体中，发现材料 ⁵D₀→ ⁷F₂和 ⁵D₀→ ⁷F₁跃迁发光强度，均受Eu³⁺掺杂浓度的影响，当掺杂浓度x=0.4时，材料发光强度最大。     

双钙钛矿型Ca2Gd1-xTaO6：xTb3+绿色荧光粉的合成与荧光性质

通过高温固相法合成了双钙钛矿型Ca₂Gd_1-xTaO₆：xTb³⁺（CGTO：xTb³⁺）绿色荧光粉。采用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱、荧光衰减曲线、量子效率（η）测试分别表征了CGTO： xTb³⁺荧光粉的物相、形貌和荧光性质。在紫外光激发下,CGTO： xTb³⁺荧光粉实现了较强的绿光发射,绿光为Tb³⁺离子的⁵D₄-⁷F₅跃迁。通过变温发射光谱研究发现CGTO：0.15Tb³⁺荧光粉的热猝灭活化能为0.181 9 eV。在255 nm的激发下,最佳Tb³⁺掺杂浓度的CGTO：0.15Tb³⁺荧光粉的量子效率为32.32%。     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca₉Y（PO₄）₇基质中引入Ce³⁺,Tb³⁺离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb³⁺离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb³⁺时,通过调节Tb³⁺离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce³⁺-Tb³⁺之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce³⁺-Tb³⁺之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca₉Y（PO₄）₇：Ce³⁺,Tb³⁺的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

Eu3+掺杂B2O3-CaO发光材料的制备及其发光性能

采用溶胶凝胶法制得高纯的B₂O₃-CaO∶Eu³⁺荧光粉。用XRD、IR对不同退火温度下所得样品的结构进行表征,结果发现随退火温度的变化,能形成不同结构的硼酸盐基质。通过对以不同结构硼酸盐为基质荧光粉的激发、发射谱图及荧光衰减曲线的分析,探讨了材料的发光性能和发光机理。结果表明,在不同结构硼酸盐基质中,Eu³⁺都处于无反演对称中心格位,以（⁵D₀→F₂）电偶极跃迁为主,所以材料主要发红光;且900℃退火所得高纯相的CaB₂O₄基质最有利于发光、对应的荧光衰减时间最长,这都因在此荧光粉中Eu³⁺更易取代Ca²⁺,并形成相对较多的p-n结和陷阱所致。     

空气中合成固溶体荧光粉Ba2(Zn, Mg)Si2O7:Ce3+,Eu2+,Eu3+及其发光特性

采用高温固相法在空气中合成了Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺系列荧光粉。分别采用X-射线衍射和荧光光谱对所合成荧光粉的物相和发光性质进行了表征。在紫外光330~360 nm激发下,固溶体荧光粉Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇:0.03Eu的发射光谱在350~725 nm范围内呈现多谱峰发射,360和500 nm处有强的宽带发射属于Eu²⁺离子的4f⁶5d¹-4f⁷跃迁,590~725 nm红光区窄带谱源于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F_J (J=1,2,3,4)跃迁,这表明,在空气气氛中,部分Eu³⁺在Ba_1.97-yZn_1-xMg_xSi₂O₇基质中被还原成了Eu²⁺;当x=0.1时,荧光粉Ba_1.97Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu的绿色发光最强,表明Eu³⁺被还原成Eu²⁺离子的程度最大。当共掺入Ce³⁺离子后,形成Ba_1.97-yZn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.03Eu,yCe³⁺荧光粉体系,其发光随着Ce³⁺离子浓度的增大由蓝绿区经白光区到达橙红区;发现名义组成为Ba_1.96Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇:0.01Ce³⁺,0.03Eu的荧光粉的色坐标为(0.323,0.311),接近理想白光,是一种有潜在应用价值的白光荧光粉。讨论了稀土离子在Ba₂Zn_0.9Mg_0.1Si₂O₇基质中的能量传递与发光机理。     

稀土红色荧光粉SrZnO2∶Eu3+的发光性能

A series of novel luminescent materials, SrZnO₂∶M (M=Eu³⁺, or Eu³⁺ + Li⁺) have been synthesized by high-temperature solid-state reaction. The structure and luminescence properties of SrZnO₂∶Eu³⁺ phosphor were studied through XRD, photoluminescence and Raman spectroscopy. The excitation spectra show a broad intense band and a number of small peaks corresponding to the inner 4f-shell excitations of Eu³⁺ (the strongest one is at 395 nm for ⁷F₀-⁵L₆). After SrZnO₂∶Eu³⁺ phosphor was co-doped with Li⁺ ions, its charge transfer band extended to longer wavelengths. This resulted in increase of luminescent quantum efficiency of the sample. SrZnO₂∶Eu³⁺,Li⁺ phosphor can be efficiently excited by longer UV. From the fluorescence spectrum of SrZnO₂∶Eu³⁺ phosphor, apart from transition emissions of ⁵D₀→ ⁷F_J (J=0～4), the transition emissions from ⁵D₁ → ⁷F_J (J=0～2) have been observed. For the SrZnO₂∶Eu³⁺ phosphor, under excitation of UV, the dominant emission is at about 612 nm, due to the ⁵D₀→ ⁷F₂ hypersensitive transition. The incorporation of Li⁺ ions greatly enhanced the luminescence intensity and made emission peak from ⁵D₀ → ⁷F₂ transition red-shifted.     

纳米SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料。通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析。XRD结果表明所制备的SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺纳米发光材料为单相,属单斜晶系。TEM测试表明纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺发光材料为规则的球状粒子,粒径为50~80 nm,且分散性良好。激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉。     

共沉淀-熔盐法制备BaMoO4∶Eu3+及其发光性能研究

以KCl-NaCl为熔盐,采用共沉淀前躯体-熔盐辅助焙烧法合成了红色发光材料BaMoO₄∶Eu³⁺。运用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及荧光光谱(PL)等测试手段,研究了熔盐辅助焙烧温度对粉体相结构、形貌和发光性能的影响,并对比了直接采用共沉淀法合成BaMoO₄∶Eu³⁺的结构与发光性能。结果表明：采用两种方法制备的BaMoO₄∶Eu³⁺均是纯相,粒径随温度升高而增大。当KCl-NaCl复合熔盐焙烧温度大于700 ℃,BaMoO₄晶粒在熔盐中实现了(111)面取向生长,得到均一的尖晶石型BaMoO₄∶Eu³⁺微晶。光谱研究表明：共沉淀前躯体-熔盐辅助焙烧法合成样品在615 nm处的Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₂发射明显得到加强,样品发出明亮的红色发射光。     

Pb在锗酸镉基质中的长余辉发光特性

通过高温固相反应在空气中制得单相Cd₂Ge₇O₁₆:Pb²⁺长余辉发光材料.分析了Cd₂Ge₇O₁₆和Cd₂Ge₇O₁₆:Pb²⁺的激发光谱和发射光谱,指出Pb²⁺的发光是该离子的³P₁-¹S₀跃迁产生的;分析了Cd₂Ge₇O₁₆:Pb²⁺的发光存在基质对Pb²⁺的能量传递;并把长余辉性质归结为基质中Cd离子的挥发产生的空穴陷阱.提出了长余辉发光机理模型.     

GdAlO_3∶Tb,RE中Tb,RE的能量传递研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法制备了GdAlO3∶Tb,RE荧光粉体.在紫外激发下(254nm),GdAlO3∶Tb发射绿色荧光(5D4→7F5,544nm),Dy共掺杂对绿色发光有增强作用,Ce共掺杂对GdAlO3∶Tb绿色发光有降低作用.激发谱和能谱研究表明:Dy能级嵌入Tb主发射能级5D4(绿色发光能级)、5D3(蓝色发光能级)能级之间,Ce能级嵌入Tb主发射能级5D4、5D3能级上方.这种能级嵌入方式,使得稀土离子之间存在声子支持的共振能量传递,但Tb→Dy→Tb能量传递使Tb绿色发射(5D4→7FJ(J=3,4,5,6))增强,蓝色发射(5D3→7FJ(J=3,4,5,6))减弱;而Ce→Tb能量传递使Tb蓝色发射增强,绿色发射减弱.     

Tb掺杂SiO2-B2O3-NaF玻璃的制备及发光性质

使用正硅酸乙酯、硼酸和氟化钠为前驱体,0.10 mol•L-1TbCl3溶液为掺杂剂,通过溶胶-凝胶方法制备了Tb3＋掺杂的SiO2-B2O3-NaF玻璃,研究了Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF体系中的发光性质,结果显示发光体能产生强的绿色发光(544 nm),归属于Tb3＋的5D4—7F5电子跃迁.Tb3＋含量不同时,除发光强度不同外,其发射光谱基本相同,并且在低掺杂Tb3＋样品和低退火温度样品中检测到了来自5D3跃迁产生的峰,其跃迁随Tb3＋掺杂浓度的增加和退火温度的升高而发生猝灭,这种现象归因于5D3－5D47F6—7F0和/或5D3—7F07F6—5D4跃迁中发生了交叉弛豫现象.Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF玻璃中的激发光谱由一个宽峰和一系列窄峰组成,宽峰最大波长位于230 nm,对应于Tb3＋的4f 8—4f 75d 1跃迁,一系列窄峰位于300～380 nm处,归属于4f 8跃迁,所有发光材料的XRD和TEM测试显示材料是非晶态的.     

Ca10Ge16B6O51 and Cd12Ge17B8O58: two types of new 3D frameworks based on BO4 tetrahedra and 1D [Ge4O12]n chains

Two new acentric borogermanates, Ca(10)Ge(16)B(6)O(51) (Pba2) and Cd(12)Ge(17)B(8)O(58) (P4), have been successfully synthesized by high-temperature solid-state reactions of CaCO(3) (or CdCO(3)), GeO(2), and H(3)BO(3). Both structures display the same one-dimensional (1D) [Ge(4)O(12)](n) chains composed of GeO(4) tetrahedra and GeO(6) octahedra. In Ca(10)Ge(16)B(6)O(51), neighboring 1D [Ge(4)O(12)](n) chains are condensed into a two-dimensional (2D) [Ge(4)O(10.75)](n) layer via corner sharing, and such layers are further interconnected by "isolated" BO(4) tetrahedra and B(2)O(7) dimers into a three-dimensional (3D) framework, forming 1D tunnels of 5-, 6-, and 7-MRs along the c axis that are occupied by Ca(2+) cations. In Cd(12)Ge(17)B(8)O(58), neighboring 1D [Ge(4)O(12)](n) chains are interconnected into a [Ge(4)O(10.5)](n) open framework via corner sharing with large pores filled by big [Ge(B(2)O(7))(4)](28-) clusters, leading to formation of three types of 1D tunnels of 5-, 6-, and 7-membered rings (MRs) along the c axis which are occupied by the Cd(2+) cations. Both compounds are transparent in the range of 0.3-6.67 μm and exhibit very weak SHG responses.     

(2-羧基苯氧基)苯-1,2-二羧酸构筑的镧系配合物对苯甲醛和阳离子的荧光传感

采用水热法合成了5个稀土配合物[Sm₂(bdbc)₂(phen)₄](1)和[Ln(bdbc)(phen)(H₂O)][Ln=Eu(2), Gd(3), Tb(4), Dy(5), bdbc=(2-羧基苯氧基)苯-1,2-二羧酸根, phen=1,10-邻菲啰啉]. 配合物1是双核分子, 通过氢键和C—H…π作用进一步构筑成一维超分子结构; 配合物2~5是同构的一维双螺旋结构, 通过氢键和C—H…π作用进一步构筑成三维超分子结构. 配合物1, 2, 4和5呈现了Sm³⁺, Eu³⁺, Tb³⁺和Dy³⁺离子的特征发射, 分别对应于Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_J/2(J=5, 7, 9)、 Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F_J(J=1—4)、 Tb³⁺离子的⁵D₄→⁷F_J(J=6, 5, 4, 3)和Dy³⁺离子的⁴F_5/2→⁶H_J/2(J=15, 13)跃迁. 对配合物4的荧光性质进行了表征, 结果表明, 配合物4可用作荧光探针以检测阳离子和苯甲醛.     

绿色荧光粉KNaCa2（PO4）2:Tb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法成功制备了KNaCa2(PO4)2:Tb3+绿色荧光粉,并研究了其发光性质。测量了其激发和发射光谱,样品发射峰位于418,440,492,545,586,622 nm,分别对应Tb3+的5 D3→7 F5,5 D3→7 F4,5 D4→7 F6,5 D4→7 F5,5 D4→7 F4,5 D4→7 F3能级跃迁,主发射峰位于545 nm。主激发峰位于350～390 nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与InGaN管芯匹配。确定了在KNaCa2(PO4)2基质中Tb3+浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机制。研究了不同电荷补偿剂对KNaCa2(PO4)2:Tb3+材料发光的影响,其中Li+离子改善其发光强度最为明显。     

掺Tb-硅基发光材料制备过程中结构及发光性能

采用溶胶 凝胶技术,制备了不同退火温度下掺Tb3＋的SiO2玻璃,掺Tb3＋的凝胶玻璃在448,544,585,620 nm显示Tb3＋的5D4 7FJ(J=3,4,5,6)的特征发光光谱.通过不同退火温度下样品的激发光谱、发射光谱、红外光谱、远红外光谱及差热 热重谱研究了掺Tb3＋的硅基材料由凝胶向玻璃转变过程中的结构变化及对Tb3＋发光性能的影响.结果显示,在50～100 ℃退火温度下,凝胶大部分吸附水分子被除去,在150～500 ℃退火温度区,是凝胶向玻璃转变的主要结构变化区,并且其发光强度也明显增加,到800 ℃时趋于稳定.这些现象得出一个结论,Tb3＋的发光跃迁被O－H基强烈猝灭而随退火温度的升高而加强.     

绿色荧光粉Ba2-xB2O5:xTb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了Ba2-xB2O5:xTb3+绿色荧光粉。XRD图谱表明合成物质为纯相的Ba2B2O5晶体。该样品在256 nm(4f8→4f75d1)处有最强激发;有4个发射峰,分别位于489 nm(5D4→7F6),545 nm(5D4→7F5),585 nm(5D4→7F4)和622 nm(5D4→7F3);其中在545 nm处有最强发射。随着Tb3+掺杂浓度的不同,激发峰与发射峰的强度先增大后减小,当x=0.7时最佳。研究了电荷补偿剂Na+对发光性能的影响,样品的发射光谱强度随Na+掺杂浓度的增大而增大,当掺杂浓度达到或超过Tb3+浓度后发射光谱强度下降。     

Highly uniform and monodisperse beta-NaYF(4):Ln(3+) (Ln = Eu, Tb, Yb/Er, and Yb/Tm) hexagonal microprism crystals: hydrothermal synthesis and luminescent properties

beta-NaYF4:Ln3+ (Ln = Eu, Tb, Yb/Er, and Yb/Tm) hexagonal microprisms with remarkably uniform morphology and size have been synthesized via a facile hydrothermal route. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), and photoluminescence (PL) spectra as well as kinetic decays were used to characterize the samples. It is found that sodium citrate as a shape modifier introduced into the reaction system plays a critical role in the shape evolution of the final products. Furthermore, the shape and size of the products can be further manipulated by adjusting the molar ratio of citrate/RE3+ (RE represents the total amount of Y3+ and the doped rare earth elements such as Eu3+, Tb3+, Yb3+/Er3+, or Yb3+/Tm3+). Under the excitation of 397 nm ultraviolet light, NaYF4:xEu3+ (x = 1.5, 5%) shows the emission lines of Eu3+ corresponding to 5D0-3 --> 7FJ (J = 0-4) transitions from 400 to 700 nm (whole visible spectral region) with different intensity, resulting in yellow and red down-conversion (DC) light emissions, respectively. When doped with 5% Tb3+ ions, the strong DC fluorescence corresponding to 5D4 --> 7FJ (J = 6, 5, 4, 3) transitions with 5D4 --> 7F5 (green emission at 544 nm) being the most prominent group that has been observed. In addition, under 980 nm laser excitation, the Yb3+/Er3+- and Yb3+/Tm3+-codoped beta-NaYF4 samples exhibit bright green and whitish blue up-conversion (UC) luminescence, respectively. The luminescence mechanisms for the doped lanthanide ions were thoroughly analyzed.     

Sr2MgSi2O7∶Tb3+，Li+荧光粉的合成和发光机理

采用高温固相法合成Sr2-mMg1-nSi2O7∶mTb3+,nLi+(m=0.03~0.50,n=m)系列荧光粉。使用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的物相和发光性质进行了表征。在377 nm紫外光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于490 nm,542 nm,590 nm和613 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射。调节Tb3+离子掺杂浓度,可实现荧光粉的发光颜色从蓝到白、黄、绿的可调发射;名义组成为Sr1.95Mg0.95Si2O7∶0.05Tb3+,0.05Li+的荧光粉在紫外光(377 nm)激发下发白光,其色坐标(0.322,0.317)接近纯白光(0.33,0.33),是一种潜在的LED用单基质白光荧光粉。