Bi3+、Eu3+共掺杂La4GeO8荧光粉的制备及可调发光

为了开发出高效稳定的单一基质白光发射荧光材料,本工作通过高温固相法成功合成了一系列La₄GeO₈∶Bi³⁺,Eu³⁺荧光粉样品,并通过X射线衍射、室温光谱、变温光谱等手段研究了实验样品的结构与发光性能。研究发现,Bi³⁺离子在该结构中占据两种不同的格位(Bi³⁺(Ⅰ)和Bi³⁺(Ⅱ)),且在紫外光激发下呈现两个峰值分别在475 nm和620 nm的宽带发射。对于Bi³⁺、Eu³⁺共掺样品,由于Bi³⁺(Ⅰ)与Eu³⁺之间的竞争吸收、Bi³⁺(Ⅰ)至Bi³⁺(Ⅱ)以及Bi³⁺(Ⅱ)至Eu³⁺的能量传递作用,可实现蓝色至红色、橙红色至红色的可调发光。特别地,样品La₄GeO₈∶0.07Bi³⁺,0.0...     

纳米单斜相Gd2O3：Bi3+,Nd3+的燃烧法制备和近红外发光

采用甘氨酸作为燃料,制备了单斜相Gd₂O₃：Bi³⁺,Nd³⁺纳米发光材料。使用X射线粉末衍射仪和TEM对样品的结构和形貌进行了表征,并研究了制备条件对样品的可见及近红外激发和发射光谱、发光强度、荧光寿命等的影响。结果表明,体系中存在高效的Bi³⁺→Nd³⁺能量传递过程,当Bi³⁺和Nd³⁺的掺杂摩尔分数分别为6%和2%时,单斜相Gd₂O₃：Bi³⁺,Nd³⁺荧光粉可以获得最强的近红外光发射。与单掺Nd³⁺的样品相比,单斜相Gd₂O₃中掺杂Bi³⁺和Nd³⁺后,样品的近红外发光增强近20倍。     

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。     

溶胶-凝胶法制备Bi3+,Yb3+单掺和共掺Gd2O3荧光粉及其荧光性能

利用溶胶-凝胶法制备了Bi³⁺、Yb³⁺单掺和共掺的Gd₂O₃荧光粉。研究了Gd_2-x-yO₃: Bi_x³⁺,Yb_y³⁺的制备条件并表征了Gd_2-x-yO₃: Bi_x³⁺,Yb_y³⁺的荧光性能。 由于Gd₂O₃: Bi³⁺,Yb³⁺中Bi³⁺对Yb³⁺的能量传递,Gd₂O₃: Bi³⁺,Yb³⁺在Bi³⁺的特征激发峰338 nm激发时,可以产生Yb³⁺的900~1 100 nm近红外特征发射和Bi³⁺的400~700 nm特征发射的两个波段光谱。所制备的Gd₂O₃: Bi³⁺,Yb³⁺荧光材料可将太阳光谱中硅太阳能电池吸收较弱的300~400 nm光转换成有较强吸收的500~700 nm 和1 000 nm附近的近红外光子,提高硅太阳能电池的光伏效率。     

Li+离子掺杂Gd2O3：Sm3+纳米晶的发光增强

采用燃烧法制备了Gd₂O₃:Sm³⁺和Li⁺离子掺杂的Gd₂O₃:Sm³⁺纳米晶,根据X射线衍射图谱确定所得纳米样品为纯立方相。在室温下,用275 nm和980 nm激发光激发各样品时,可分别观测到Sm³⁺离子的强荧光发射和上转换特征发射,其主发射峰分别位于560,602,650 nm处,分别对应着Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_5/2,⁴G_5/2→⁶H_7/2和⁴G_5/2→⁶H_9/2的电子跃迁,其中以⁴G_5/2→⁶H_7/2跃迁的光谱强度最大。实验表明Li⁺离子的掺入使得Sm³⁺离子的荧光发射强度显著增加。通过对样品的XRD、TEM和激发光谱、发射光谱的研究,分析了引起样品荧光强度变化的原因。     

Na4Ca3(AlO2)10∶Eu2+,Mn2+荧光粉的发光特性

采用高温固相法,制得一种新型荧光粉Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺。样品的结构和发光性质分别由X射线衍射谱和荧光光谱来表征。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺的激发光谱中出现了Eu²⁺的f-d跃迁吸收带;在发射光谱中,出现蓝光发射,峰值位于441 nm。当在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺中掺杂Mn²⁺时,发生了Eu²⁺→Mn²⁺的能量传递,在542 nm处出现了Mn²⁺的发射峰。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺中,随着Mn²⁺浓度的增加,Eu²⁺粒子的发射强度减弱,而Mn²⁺粒子的发射强度增强,且Eu²⁺离子发射的衰减时间缩短,同时色度由蓝光移向白光。     

Y3+和Gd3+对LaBO3:Eu3+发光粉结构和发光性能的影响

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了系列不同掺杂浓度Y³⁺和Gd³⁺的LaBO₃∶Eu³⁺发光粉,对其结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD研究结果表明：发光粉的结构与基质掺杂离子的种类和掺杂浓度有关系。荧光光谱结果表明：适量比例Y³⁺和Gd³⁺离子掺杂将提高LaBO₃∶Eu³⁺发光粉的发光强度。Y³⁺和Gd³⁺离子最佳掺杂摩尔分数分别为1.5%和12.5%。⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值说明：掺杂改变LaBO₃∶Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性。发光性能改变主要受晶体结构、掺杂离子电负性影响。Gd³⁺离子掺杂更有利于发光粉结构稳定性和发光性能的改善。     

CaMoO4：Eu3+,Bi3+,Li+红色荧光粉的共沉淀制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺及Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25-2x³⁺, Bi_x³⁺,Li_0.25+x⁺,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱,扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)测定分析了其结构形貌特征及发光性能。结果表明：制备的CaMoO₄：Eu³⁺,Bi³⁺,Li⁺红色荧光粉为白钨矿结构,颗粒尺寸约为0.5~1 μm。掺杂Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺的相对发光强度明显高于未掺Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺荧光粉。Bi³⁺离子的掺杂将吸收来的能量传递给激活离子Eu³⁺,起到了能量传递的作用。当Bi³⁺掺杂量为x=0.005时,在395 nm激发下,主发射峰在616 nm处的相对发光强度最大,但掺杂浓度过高时会出现浓度猝灭现象。另外,电荷补偿剂的掺入能够解决材料中因同晶取代引起的电荷不平衡的问题,以Li⁺作电荷补偿剂、Eu³⁺和 Bi³⁺共掺合成的Ca_0.5MoO₄：Eu³⁺_0.23,Bi_0.01³⁺,Li⁺_0.26红色荧光粉的发光性能强于Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25³⁺, Li_0.25⁺及Ca_0.75MoO₄：Eu_0.24³⁺,Bi_0.01³⁺。     

Mg5SnB2O10:Eu3+,Bi3+—一种用于发光二极管的红色荧光粉的制备及其发光性能的研究

采用高温固相法成功合成了单一相的Eu³⁺,Bi³⁺共掺的Mg₅SnB₂O₁₀红色荧光粉,并通过X射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱等手段对该体系的结构及其发光特性进行了测试和研究.激发光谱表明,该荧光粉在393 nm呈现Eu³⁺的⁷Fo—⁵L₆特征激发,可以与用于发光二极管的近紫外芯片很好地匹配.在393 nm激发下,其发射光谱在591,612,701 nm处呈现Eu³⁺的⁵Do—⁷F₁,⁵Do—⁷F₂,⁵D₀—⁷F₄的特征发射.并且当固定Eu³⁺的浓度时,随着Bi³⁺含量的增加,发现Bi³⁺,Eu³⁺在这一体系中存在能量传递现象,系列样品发光强度大幅度提高.通过研究系列样品在不同Bi³⁺,Eu³⁺掺杂浓度下的发光性能,得出最佳样品为Mg_4.89Eu_0.1Bi_0.01SnB₂O₁₀,其积分强度达到了商用Y₂O₂S:Eu³⁺的1.1倍.     

YVO4：Eu3+纳米微粒发射光谱与温度的关系

测量了非选择激发下YVO₄:Eu³⁺纳米微粒中Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂发射光谱随温度的变化.低温下的光谱是很多谱线叠加在一起形成的宽带;而室温下主要是与体材料相似的两条分离谱线.根据选择激发下YVO₄:Eu³⁺的发射光谱研究得到的结论,把发射光谱分解为两部分之和,一部分来自占据靠近纳米微粒中心的格位的Eu³⁺离子发射谱线具有与体材料相近峰值;另一部分来自占据靠近表面位置的Eu离子,发射分布在更大的光谱范围内.这两部分发光的相对强度随温度变化的分析表明,YVO₄:Eu³⁺纳米微粒发射光谱随温度的变化是由于靠近表面的Eu通过表面猝灭中心猝灭而引起的.     

Na+离子掺杂Gd2O3 ∶ Sm3+纳米晶的发光增强

采用柠檬酸作燃烧剂,在柠檬酸-硝酸盐体系下制备了Gd₂O₃ ∶ Sm³⁺和Gd₂O₃ ∶ Sm³⁺,Na⁺纳米晶。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、荧光光谱仪等对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了分析。结果表明:所得纳米样品为纯立方相,晶粒尺寸约为30 nm。在室温下,用275 nm激发光激发各样品时,可观测到Sm³⁺离子 的较强发光,其主发射峰位分别位于561.5,603.5,651.5 nm,分别对应着Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_5/2 , ⁴G_5/2→ ⁶H_7/2 和⁴G_5/2 →⁶H_9/2的电子跃迁, 其中以⁴G_5/2→⁶H_7/2 跃迁的光谱强度最强。实验表明:Na⁺离子的掺入使得Sm³⁺离子的光发射强度显著增强。对引起样品荧光强度变化的原因进行了分析。     

Eu3+掺杂的含氧磷酸盐发光性质

采用固态反应法制备了Gd₃PO₇:Eu³⁺ 和 La₃PO₇:Eu³⁺发光材料,通过X射线衍射和SEM确定了样品的结构和形貌。 在真空紫外光的激发下,Gd₃PO₇:Eu³⁺样品展示了较弱的基质吸收;但在紫外光的激发下,Gd₃PO₇:Eu³⁺显示了比La₃PO₇:Eu³⁺更强的红光发射,其原因是在Gd₃PO₇:Eu³⁺中存在Gd³⁺到Eu³⁺的有效能量传递过程。两个样品的发射光谱峰值位于618 nm,属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁。Eu³⁺在材料中处于较低的格位对称环境,具有很好的色纯度。     

荧光粉CaWO4：Eu3+中WO42-与Eu3+间的能量转递

通过高温固相法分别制备了CaWO₄和CaWO₄:1%Eu³⁺ 样品. 测量了样品不同温度(10–300 K)的荧光光谱、荧光衰减曲线和 时间分辨荧光光谱. 样品的荧光光谱表明: 在240 nm紫外光激发下, 两个样品在430 nm处都展现出来源于WO₄^2-的蓝色发射; 样品CaWO₄:Eu³⁺的Eu³⁺(⁵D₀→⁷F_{1, 2, 3,4})的特征发射则归属于WO₄^2-到Eu³⁺ 间的能量传递.由样品室温(300K)荧光衰减曲线发现: 纯CaWO₄的荧光寿命为8.85μs,Eu³⁺掺杂之后WO₄^2-的荧光寿命缩短至6.27μs,这从另一方面证明了WO₄^2-与Eu³⁺间能量传递的存在. 由荧光寿命得到T=300K时, CaWO₄: 1%Eu³⁺中WO₄^2-与Eu³⁺间的能量传递效率(η_ET)为29.2%, 能量传递速率(ω_ET)为4.65×10⁴ s^-1.通过时间分辨荧光光谱, 获得了从WO₄^2-到Eu³⁺之间的能量传递的时间演变过程,当温度由10 K增加到300 K时, 能量传递出现的时间单调变小. 测试了不同温度(10–300 K)对CaWO₄:Eu³⁺的荧光寿命的影响, 发现在10–50K时,Eu³⁺的荧光寿命增加, 但温度超过50K时发生猝灭, 荧光寿命开始下降; WO₄^2-的荧光寿命则是随着温度的升高逐渐缩短. 关键词： 能量传递 红色荧光粉 温度依赖 4：Eu³⁺')" href="#">CaWO₄：Eu³⁺     

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。     

Ca2Li2BiV3O12∶Eu3+荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法成功合成了一种可用于白光LED的Ca₂Li₂BiV₃O₁₂∶Eu³⁺新型红色荧光粉,使用X射线衍射仪和荧光分光光度计对合成样品进行了表征,研究了合成温度和Eu³⁺含量对合成样品相组成和发光性能的影响。结果表明,采用高温固相法在650~700 ℃能合成纯度较高、结晶度好的Ca₂Li₂BiV₃O₁₂∶Eu³⁺荧光粉,合成样品激发带覆盖200~400 nm,发射光谱的线状发射峰可归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J(J= 1, 2, 3,4)特征锐线发射,Eu³⁺摩尔分数为14%时荧光粉的发光强度最大。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构,Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化,荧光粉形貌不规则,颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下,荧光粉显示出红光发射,最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响,最佳掺杂摩尔分数为0.08,由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小,当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时,荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示,测试温度为150℃时,荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明,Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

LiMAlF6(M=Ca,Sr)基质中Ce3+、Eu3+、Tb3+的光谱研究

合成了Ce³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺激活的LiMAlF₆(M=Ca,Sr)磷光体,研究了它们的光谱特性.观察到稀土离子在LiCaAlF₆和LiSrAlF₆中的光谱十分相似.这与它们所处的晶场环境相同有关.发现Ce³⁺在此基质中有较弱的330nm发射,这一Ce³⁺的发光中心可用于作为材料质量的评价.     

白光LED用红色荧光粉Gd2Mo3O9：Eu3+的制备及表征

利用Na₂CO₃作为助熔剂,采用高温固相反应方法制备了三价铕离子激活的Gd₂Mo₃O₉红色荧光粉。利用XRD和荧光光谱,研究了助熔剂的量、制备时的温度以及激活剂Eu³⁺的浓度对荧光粉的晶体结构和发光性能的影响。测试结果表明,这种新型的荧光粉可以被紫外光280nm,近紫外光395nm和蓝光465nm有效激发,发射主峰位于613nm,并且证明Eu³⁺离子在晶体结构中占据了非反演对称中心的位置。395,465nm的吸收与目前广泛应用的紫外和蓝光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。     

近紫外激发具有颜色可调的Er3+/Eu3+共掺BiOCl荧光粉

本文采用固相法在500℃合成了Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl 荧光粉, 并通过XRD, SEM, 吸收, 激发和发射光谱研究了其结构、形貌和发光特性. XRD 和SEM结果表明在500℃下即可成功合成纯四方相片层结构的Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉. 吸收光谱表明掺杂Er³⁺/Eu³⁺离子使BiOCl形成杂质能级; 激发光谱显示该荧光粉具有来自于基质BiOCl价带(VB)到导带(CB)跃迁的优异宽带近紫外激发特性. 在380 nm近紫外光激发下, 同时获得了Er³⁺离子和Eu³⁺离子的特征发射峰, 其中发光中心位于410 nm (²H_9/2→⁴I_15/2), 525 nm (²H_11/2→⁴I_15/2), 554 nm (⁴S_3/2→⁴I_15/2), 673 nm (⁴F_9/2→⁴I_15/2)的发射峰来自于Er³⁺离子的跃迁, 而581 nm(⁵D₀→⁷F₀), 594 nm (⁵D₀→⁷F₁), 622 nm (⁵D₀→⁷F₂), 653 nm (⁵D₀→⁷F₃), 699 nm (⁵D₀→⁷F₄)的发射峰则来自于Eu³⁺离子的跃迁. 值得注意的是, 与传统Er³⁺/Eu³⁺掺杂的材料不同, 该荧光粉还具有独特高效的紫光(Er³⁺)和长波红光(Eu³⁺)发射特性, 分析表明这与BiOCl的结构有关; 并且通过改变掺杂浓度, 实现了发光颜色由黄绿光→黄光→橙红光的调节. 研究结果表明Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉有望成为一种潜在的近紫外激发白光LED荧光粉.     

长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(0.2%),Dy³⁺(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu²⁺:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy³⁺:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu²⁺的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu³⁺的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu²⁺充当空穴陷阱的可能性。