GdVO4：Eu^3＋的真空紫外激发光谱研究

报道GdVO4:Eu^3 的光致发光光谱和真空紫外－紫外激发光谱。GdVO4:Eu^3 是高效率的真空紫外－紫外激发荧光材料。GdVO4:Eu^3 在60－350nm真空紫外－紫外波段的激发可能主要来源于基质的吸收,有明显的Eu^3 及Gd^3 的4f^n-15d吸收,在GdVO4:Eu^3 中,存在如下能量传递过程：VO4^3-→Eu^3 ,Gd^3 →Eu^3 ,Gd^3 →VO4^3-→Eu^3 ;通过后两个过程,Gd^3 -Eu^3 可实现量子剪裁。     

(Y,Gd)VO_4∶Eu~(3+)的紫外-真空紫外发光特性

用高温固相法合成了Y1-xGdxVO4∶Eu3 (0≤x≤1)系列单相样品并研究了其发光特性。在254nm激发下,观察到最大强度位于619nm的红色发射峰且其强度在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大。在147nm激发下的发射峰与紫外下的一致,发射强度也是在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大,大约是商用(Y,Gd)BO3∶Eu3 荧光体的65%。619nm监控下的真空紫外激发光谱由峰值位于158nm,204nm,247nm以及300nm的系列激发带组成,归属于钒酸根的基质吸收以及Gd3 、Y3 和Eu3 的电荷迁移带吸收。相对(Y,Gd)BO3∶Eu3 中Eu3 占据中心对称格位,(Y,Gd)VO4∶Eu3 中Eu3 占据非中心对称格位,其真空紫外下光谱色纯度更好。色坐标分别为(0.632,0.355),(0.672,0.328)。     

Eu3+和Tb3+在LnBaB9O16中的紫外和真空紫外发光性质

研究了Tb3+和Eu3+在LnBaB9O16(Ln=La,Gd,Y,Lu)中的紫外和真空紫外光谱性质.X射线粉末衍射数据指标化结果表明,LnBaB9O16(Ln=La,Gd,Y,Lu)系列化合物属于三方晶系.Eu3+的荧光光谱结果表明,LaBaB9O16和GdBaB9O16中稀土离子占据非中心对称的格位,Eu3+在其中的特征发射以5D0→7F2电偶极跃迁为主;而在YBaB9O16和LuBaB9~O16中稀土离子占据中心对称性的格位,Eu3+在其中的特征发射以5D0→7F1磁偶极跃迁为主.Tb3+在LaBaB9O16和GdBaB9O16中的发射为5D3→7F0和5D4→7F1(J=0～6)辐射跃迁,在YBaB9O16和LuBaB9O16中只能观察到5D4→7F1(J=3～6)辐射跃迁.与Eu3+的发光性质相反,Tb3+占据非中心对称的格位时的发射强度比占据中心对称的格位时要弱得多.Eu3+和Tb3+掺杂的样品在真空紫外波段的吸收弱.     

NaGdF_4:Eu~(3 )的结构和VUV荧光性质

利用水热方法合成了纯度较高的六方结构的 NaGdF4,在氧气存在条件下 950℃加热处理可以使其转变为 CaF2型立方结构。在真空紫外光激发下,六方结构的 NaGdF4∶ Eu3＋中的 Gd3＋离子吸收一个光子,并将能量分两步传递给 Eu3＋离子,发生双光子发射。立方结构的 NaGdF4∶ Eu3＋中存在有一定量的氧离子取代缺陷,使 Gd3＋离子 4f-5d跃迁移到 177nm附近,这与惰性气体放电产生的真空紫外光波长一致。     

GdPO_4∶Eu~(3 )和GdBO_3∶Eu~(3 )中“Gd-Eu”间的能量传递

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对高温固相法制备的GdPO4∶Eu3 和GdBO3∶Eu3 的发射谱与激发谱进行了研究,并从量子剪裁的角度对“Gd3 -Eu3 ”之间的能量传递作了讨论。在两种样品监测Eu3 红光发射的激发谱上,都显著观察到了对应Gd3 离子4f-4f跃迁的谱线,说明从基质中Gd3 离子向掺杂的Eu3 离子之间存在非常有效的能量传递,这有利于量子剪裁的发生。在激发谱上还观察到了对应Eu3 -O2-电荷迁移态的宽激发带(180~270nm),而对应Gd3 离子8S7/2→6GJ跃迁的谱线(196nm,203nm)叠加在这个宽带之上,微弱可辨,这不利于Gd3 -Eu3 间交叉弛豫的能量传递过程,从而不利于量子剪裁的发生。结合Eu3 -O2-电荷迁移态位置变化的规律,提出了如何避开其干扰以增强量子剪裁效应的材料设计方案。     

共沉淀法合成稀土正磷酸盐(La,Gd)PO4∶RE3+(RE=Eu,Tb)及其真空紫外光谱特性

采用共沉淀法制备了稀土正磷酸盐荧光粉(La,Gd)PO4∶RE3+(RE=Eu,Tb).红外光谱分析发现GdPO4的红外光谱吸收峰与LaPO4一致,只是峰位向高波数方向移动.(La,Gd)PO4∶RE3+的真空紫外光谱特性研究表明,Gd3+在能量传递过程中起中间体作用.XPS研究揭示,LaPO4的价带由O2-的2p能级构成,而GdPO4的价带则是由O2-的2p能级和Gd3+的4f能级共同构成.     

(Y,Gd)BO_3∶Eu的真空紫外光谱特性

近年来由于等离子体平板显示 (PDP)技术的需要 ,对真空紫外 (VUV)光激发的荧光粉的研究成为发光材料领域中的一个新方向 [1～ 3] .由于技术和实验仪器等方面的原因 [4 ] ,以往人们对稀土发光材料VUV区的研究很少 ,缺乏对其光谱和能级的完整认识 .另外 ,稀土离子 Gd3+在荧光粉的能量传递中具有特殊作用 ,一些含 Gd3+的发光材料在 VUV区发光效率很高 ,例如 ,(Y,Gd) BO3∶ Eu在 VUV区的发光效率比 YBO3∶ Eu提高了 2 0 % ,比 Y2 O3∶ Eu提高了 1 .8倍 ,与其它红粉相比更具有实际应用价值 [4 ,5] .但目前对于 (Y,Gd) BO3∶ Eu的研…     

GdVO4:Ln3+(Ln=Eu,Tm,Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

以EDTA为矿化剂,采用水热法制备了Gd VO4∶Dy~(3+)、Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)和Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+),Tm~(3+)荧光粉,研究了所制备样品的相结构、形貌、荧光性质、Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递及Dy~(3+)的4F9/2→6H15/2跃迁的衰减曲线。X射线衍射(XRD)确定了所合成的Gd VO4∶0.03Dy~(3+)、Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)样品均为四方晶系;扫描电镜(SEM)显示Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)均为棒状结构,平均长度分别约为0.458和0.491μm;通过研究Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)的发射光谱和衰减曲线,佐证了Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递过程,并确定了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用。通过调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),x Eu~(3+)荧光粉中Eu~(3+)的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424,0.350);调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),y Tm~(3+)荧光粉中Tm~(3+)的掺杂浓度,也实现了白光输出(0.346,0.301)。     

SrZnO_2∶Eu~(3+),Li~+长波紫外激发红光荧光体的合成及发光性能研究

采用高温固相法合成了一种长波紫外激发的SrZnO2∶Eu3+,Li+发光材料,用X射线衍射谱、荧光光谱对样品进行了表征。结果表明,Eu3+离子在SrZnO2基质中主要占据Sr2+离子不对称性格位,发射来源于5D0→7F2612 nm为主的红光。加入电荷补偿剂Li+离子能显著提高发光强度,350~400 nm内的激发峰也有明显提高,同时观察到来自Eu3+离子高能级5D1→7FJ(J=0~2)的跃迁发射,并对其产生机制进行了初步探讨。实验结果表明,SrZnO2∶Eu3+,Li+是一种有发展前途的长波紫外激发红光荧光体。     

Gd3Ga5O12∶Eu3+发光纳米晶的燃烧合成及性质

以尿素为燃烧剂,乙二醇为分散剂采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。利用X射线衍射、电镜和荧光光谱对前驱体和热处理后样品的结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD结果表明:700℃热处理2 h即可获得立方结构Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶。根据Scherrer公式估算经700℃和900℃热处理2 h获得的纳米晶的一次性粒径分别为28 nm和42 nm。发射光谱和激发光谱的结果表明:特征发射峰来自于5D0-7FJ跃迁,而来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁发射最强;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带和Gd3Ga5O12基质吸收。发射强度和激发强度随热处理温度的提高而增强。     

GdPO4:Eu3+和GdBO3:Eu3+中"Gd-Eu"间的能量传递

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对高温固相法制备的GdPO4 Eu3+和GdBO3Eu3+的发射谱与激发谱进行了研究, 并从量子剪裁的角度对"Gd3+-Eu3+"之间的能量传递作了讨论. 在两种样品监测Eu3+红光发射的激发谱上, 都显著观察到了对应Gd3+离子4f-4f跃迁的谱线, 说明从基质中Gd3+离子向掺杂的Eu3+离子之间存在非常有效的能量传递, 这有利于量子剪裁的发生. 在激发谱上还观察到了对应Eu3+-O2-电荷迁移态的宽激发带(180～270 nm), 而对应Gd3+离子8S7/2→6GJ跃迁的谱线(196 nm, 203 nm)叠加在这个宽带之上, 微弱可辨, 这不利于Gd3+-Eu3+间交叉弛豫的能量传递过程, 从而不利于量子剪裁的发生. 结合Eu3+-O2-电荷迁移态位置变化的规律, 提出了如何避开其干扰以增强量子剪裁效应的材料设计方案.     

Gd_3Al_5O_(12)∶Eu~(3+)柠檬酸盐硝酸盐燃烧法合成及其发光性能研究

采用柠檬酸盐硝酸盐燃烧法,在较低的温度(900℃)下成功地合成单一晶相Gd3Al5O12∶Eu3+发光粉体,紫外激发荧光光谱分析表明,粉体615 nm和593 nm荧光发射源于Eu3+的5D0-7F2和5D0-7F1跃迁.该方法中各工艺条件(如pH值、柠檬酸/金属离子比、煅烧温度)对Gd3Al5O12∶Eu3+发光性能均有影响,通过试验得出了获得最佳发光性能荧光粉体的工艺参数.     

白光LED用(Y_xGd_(1-x))(P,W)O_4:Eu红色荧光粉的发光性能研究

采用高温固相方法合成了(YxGd1-x)(P0.5W0.5)O4:Eu0.15粉末状发光材料,经X衍射分析结构发现,当Y3+/Gd3+≤3∶7时,样品主要由Gd2WO6相和Gd PO4相组成,当Y3+/Gd3+接近或等于1∶1时,合成的样品由Gd2WO6相、Gd PO4相和Gd0.5Y0.5PO4相三相组成,当Y3+/Gd3+≥7∶3时,合成的样品由Gd2WO6相与Gd0.5Y0.5PO4相组成。研究了样品在蓝光激发下的光谱性质,讨论了Y3+/Gd3+的掺杂对材料发光性能的影响,发现当Y3+/Gd3+=7∶3时,样品发光强度最高。在蓝光激发下,样品的发射光谱主峰在611.5 nm,对应于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。在添加助熔剂试验中发现,粉体中加入NH4NO3做助熔剂效果最好,其最佳掺入浓度为3%(质量分数)。     

BaLaB_9O_(16)∶Eu,Tb的真空紫外光谱特性

采用高温固相反应法合成了BaLaB9O1 6 ∶RE (RE =Eu ,Tb)等离子荧光体 ,测量了它们的真空紫外激发光谱和 14 7nm激发下的发射光谱。结果表明 ,硼氧阴离子基团基质吸收带位于 15 0nm附近 ,Eu3 电荷迁移带位移 2 5 0nm附近 ,Tb3 的 4f 5d吸收位于 15 0～ 2 60nm的区域内 ,相关数据表明 ,基质与稀土离子之间存在能量传递。     

共沉淀法合成稀土正磷酸盐(La,Gd)PO4:RE3+(RE=Eu,Tb)及其真空紫外光谱特性

采用共沉淀法制备了稀土正磷酸盐荧光粉(La,Gd)PO4:RE3+(RE=Eu,Tb).红外光谱分析发现GdPO4的红外光谱吸收峰与LaPO4一致,只是峰位向高波数方向移动.(La,Gd)PO4:RE3+的真空紫外光谱特性研究表明,Gd3+在能量传递过程中起中间体作用.XPS研究揭示,LaPO4的价带由O2-的2p能级构成,而GdPO4的价带则是由O2-的2p能级和Gd3+的4f能级共同构成.     

高温固相法合成R_(2-x)(MoO_4)_3∶xEu~(3+)(R=Y,Gd)红色荧光粉的研究

采用高温固相法合成R2-x(MoO4)3∶xEu3+(R=Y,Gd)系列红色荧光粉.研究了煅烧温度、助熔剂的含量和Eu3+的掺杂量对样品发光性能的影响,并对样品的物相组成、激发和发射光谱进行分析.结果表明,样品Gd0.6(MoO4)3∶1.4Eu3+在800℃左右煅烧时呈单斜晶结构,当煅烧温度提高到950℃左右,呈正交斜晶结构;样品Y0.2(MoO4)3∶1.8Eu3+在800℃左右煅烧时已经完全形成了正交结构,当煅烧温度升高到1000℃左右时,其正交结构得到保持,没有发生相变.其中,助熔剂NH4Cl的含量占样品总量的3%,煅烧温度为1000℃,保温3h得到的样品Gd0.6(MoO4)3∶1.4Eu3+和Y0.2(MoO4)3∶1.8Eu3+的发光性能达到最佳.另外,由激发和发射光谱分析表明,该荧光粉可以被近紫外光(395nm)和蓝光(465nm)有效激发,发射峰值位于612nm的红光,对应于Eu3+离子的5 D0→7 F2跃迁,是一种可应用在紫外光和蓝光芯片激发产生白光LED的红色荧光粉.     

痕量双掺Sm~(3 )和Gd~(3 )对Y_2O_2S∶Eu~(3 )发光特性的影响

通过对Y2O2S∶Eu3 红色荧光粉痕量引入Sm3 和Gd3 的研究,发现可有效地增强发光强度,明显改善其电压特性(发射强度与激发电压间的关系特性),且不影响材料的其他物理化学性能。讨论和分析了发射强度增强、电压特性改善的原因:Gd3 对Y3 的置换,减少了因Eu3 对Y3 置换所引起的晶格的畸变、缺陷,使Eu3 离子晶场环境得到改善,从而减弱了无辐射过程及因晶格畸变所造成的能量损失;Sm3 的发射与Eu3 的吸收(激发)的部分重叠,且Eu3 激发光谱中包含有Sm3 激发跃迁谱线,导致了Sm3 →Eu3 共振能量传递可能性,有效地实现Sm3 对Eu3 的敏化效应。     

Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体的生长和光谱性质

用液相法合成GdVO4和YVO4多晶原料，提拉法生长出具有高光学质量的Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4混晶。用ICP法分析了晶体中Er^3＋离子的浓度。用x射线粉末衍射法对晶体的晶胞参数进行了测量，分别测量了1．62％（原子分数）Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体的偏振吸收光谱、荧光发射光谱和荧光寿命谱；光谱显示该晶体在382，454，525，656，804，985，1536nm有很强的偏振光吸收峰，且π偏振光（E∥C）吸收远强于σ偏振光（E⊥C）吸收；同时通过偏振吸收光谱，计算了晶体吸收峰的半高宽度和吸收截面；与Er^3＋：YVO4，Er^3＋：GdVO4晶体吸收峰的半高宽度和吸收截面进行了比较。其荧光发射（^4I13/2-^4I15/2跃迁）峰值波长在1．5μm，荧光寿命为4．7ms；光谱特性表明Er^3＋：Y0.5Gd0.5VO4晶体是潜在的高效率激光晶体材料。     

GdF_3∶Eu~(3+)/NaGdF_4∶Eu~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质

采用水热法,以聚乙二醇(400)为分散剂,以NaOH和HNO3溶液调节初始溶液pH值,合成GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+纳米晶。XRD和SEM结果表明:在酸性溶液(pH=3,5)、中性溶液(pH=7)和碱性溶液(pH=9)中,分别获得具有正交结构的GdF3∶Eu3+纳米晶,GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+混合晶,六方结构NaGdF4∶Eu3+棒状微米晶。根据Scherrer公式估算pH=3和pH=5时制备纳米晶的一次性粒径分别为49和28 nm。样品的发射光谱结果表明:特征发射峰来自于5D2、5D1、5D0到7FJ跃迁。在主晶相为GdF3样品中,主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁;晶相为NaGdF4样品的主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。5D0→7F1和5D0→7F2跃迁发射相对强度比值显示:Eu3+在NaGdF4晶体中的格位对称性下降。激发光谱显示出Gd3+和Eu3+具有较好的能量传递。     

GdF3∶Eu3+/NaGdF4∶Eu3+纳米晶的水热合成及发光性质

采用水热法,以聚乙二醇(400)为分散剂,以NaOH和HNO3溶液调节初始溶液pH值,合成GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+纳米晶。XRD和SEM结果表明:在酸性溶液(pH=3,5)、中性溶液(pH=7)和碱性溶液(pH=9)中,分别获得具有正交结构的GdF3∶Eu3+纳米晶,GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+混合晶,六方结构NaGdF4∶Eu3+棒状微米晶。根据Scherrer公式估算pH=3和pH=5时制备纳米晶的一次性粒径分别为49和28 nm。样品的发射光谱结果表明:特征发射峰来自于5D2、5D1、5D0到7FJ跃迁。在主晶相为GdF3样品中,主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁;晶相为NaGdF4样品的主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。5D0→7F1和5D0→7F2跃迁发射相对强度比值显示:Eu3+在NaGdF4晶体中的格位对称性下降。激发光谱显示出Gd3+和Eu3+具有较好的能量传递。