大气环境下合成白光发射的Tb3+/Eu3+共掺杂全无机卤化物钙钛矿量子点

为克服因混合不同卤化物钙钛矿量子点发生阴离子交换反应、不稳定的红光发射卤化物钙钛矿量子点等而导致在获取白光发射方面存在的不足,提出了一种可以在大气环境下合成Tb³⁺,Eu³⁺稀土离子共掺杂全无机卤化物钙钛矿量子点的方法。调节Tb³⁺,Eu³⁺稀土离子的掺杂比例,调控从钙钛矿量子点主晶格到Tb³⁺和Eu³⁺离子的能量转移,获得了单一组分、白光发射的钙钛矿量子点(Tb,Eu):CsPbCl3和(Tb,Eu):CsPb(Cl/Br)3,并对量子点的形貌、结构、发光性能及能量传递机理和稳定性进行了详细研究。研究结果表明:在365nm激光激发下,不同含量Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺杂的钙钛矿量子点(Tb,Eu):CsPbCl3发射光谱对应的色坐标位于1931色度图中的白光区域。在进料比PbCl2∶TbCl3∶EuCl3为1∶1.5∶1时,量子产率为3.59%,比纯的CsPbCl3量子点的量子产率(0.57%)提高了6倍。进一步研究发现,该(Tb,Eu):CsPbCl3量子点在空气中储存2个月之后,量子产率几乎保持不变(3.63%),保持了良好的稳定性。此外,研究了采用不同溶剂(正辛烷、十八烯)合成Tb³⁺/Eu³⁺共掺杂钙钛矿量子点的发光特性。Tb³⁺/Eu³⁺离子共掺杂的钙钛矿量子点(Tb,Eu):CsPbCl3可实现单一组分的白光发射,有良好的稳定性,具备一定的应用前景。     

钙钛矿型氧离子导体KNb1-xMgxO3-δ的制备和表征

在高温高压（4.0GPa，870℃）下合成了具有正交钙钛矿结构的KNb_1-xMg_x O_3-δ（x=0.0—0.3）系列固体电解质，并系统地研究了Mg掺杂对其结构相变和导电性的影响.变温拉曼谱和DTA测量结果表明，随着温度的升高，KNb_{1-xMgxO3-δ发生了结构相变，由铁电正交、四方相转变为顺 电立方相.由于Mg掺杂削弱了B位离子对自发极化的贡献以及A位离子与BO关键词： 钙钛矿 离子电导 1-xMgxO3-δ')" href="#">KNb1-xMgxO3-δ 高温高压 铁电相变}     

Ruddlesden-Popper型准二维钙钛矿温度依赖发光光谱研究

准二维Ruddlesden-Popper(R-P)卤化物钙钛矿具有优越的光电特性,在太阳能电池、发光二极管、激光器等光电器件中受到广泛关注,但严重影响载流子的弛豫和传输特性的激子-声子之间的相互作用还未得到充分揭示。与广泛研究的三维钙钛矿结构相比,准二维钙钛矿存在天然形成的量子阱结构,具有更大的激子结合能,激子效应更加明显,但对其激子-声子相互作用的研究仍然较少。因此,我们通过溶液法制备了准二维R-P型钙钛矿(PEA)₂Cs_n-1Pb_nBr_3n+1薄膜,其增益系数高达～1 090.62 cm^-1,获得了低阈值(～12.48μJ/cm²)的放大自发辐射。基于此,我们通过变温荧光光谱(77～300 K)和瞬态吸收光谱技术研究了(PEA)₂Cs_n-1Pb_nBr_3n+1薄膜随温度变化的发光特性,以阐述其内部的激子-声子相互作用对其发光性能的影响。发现在低温域内(77～120 K...     

Sr3Gd0.5-xTb0.5(BO3)3∶xEu3+的发光性质及能量传递

采用高温固相法制备了Sr₃Gd_0.5-xTb_0.5(BO₃)₃∶xEu³⁺系列荧光粉,并研究了其发光性质与能量传递过程。Sr₃Gd_0.5-xTb_0.5(BO₃)₃∶xEu³⁺系列荧光粉在300~400 nm的近紫外光有效激发下产生489,544,594,614,624 nm的发射谱线,分别对应于Tb³⁺和Eu³⁺的特征跃迁。荧光寿命测试表明,随着Eu³⁺掺杂浓度的增大,Tb³⁺寿命逐渐缩短,证实该体系中存在Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递过程,能量传递效率最大值为20.53%。在对Tb³⁺和Eu³⁺的能级结构进行分析的基础上,进一步探讨了Tb³⁺→Eu³⁺能量传递过程。Sr₃Gd_0.5-xTb_0.5-(BO₃)₃∶xEu³⁺系列荧光粉具有良好的红色发光性质,是潜在的可以应用于白光LED的光转换材料。     

Ln2Sn2O7：Er3+纳米晶的制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法合成Ln₂Sn₂O₇:Er³⁺(Ln=La,Gd,Y)纳米晶。通过X射线衍射和场发射扫描电子显微镜测试了样品的晶体结构和形貌,同时对样品的上转换发光性能进行了测试。结果表明:在980 nm连续激发光的激发下,样品主要表现为绿光发射。发射中心在528,549 nm的绿光和672 nm处的红光发射分别对应Er³⁺离子的⁴S_3/2→⁴I_15/2、²H_11/2→⁴I_15/2和 ⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁。以La₂Sn₂O₇:Er³⁺纳米晶为例,Er³⁺离子的摩尔分数为7%、退火温度为1 150℃是其制备的最佳条件,此时其各个发射峰的强度最高。对La₂Sn₂O₇:Er³⁺的发光强度与激发功率关系的研究表明,其绿光和红光发射均为双光子过程。激发光吸收和能量转移是La₂Sn₂O₇:Er³⁺纳米晶上转换发光的主要机制。     

2018年5期 电子期刊

研究了不同Mn/Pb量比的Mn掺杂CsPbCl₃（Mn：CsPbCl₃）钙钛矿量子点的发光性质。Mn/Pb的量比增加引起的Mn²⁺发光峰的红移,被认为是来源于高浓度Mn²⁺掺杂下的Mn²⁺-Mn²⁺对。进一步研究了Mn：CsPbCl₃量子点的发光效率与Mn/Pb的量比之间的关系,发现随着量比达到5：1时,其发光效率明显下降。这种发光效率下降是由于Mn掺杂浓度引起的发光猝灭。Mn：CsPbCl₃量子点的变温发光光谱证实,随着温度的升高,Mn离子发光峰蓝移,线宽加宽,但其发光强度明显增加。     

白光LED用红色荧光粉Sr2EuxGd1-xAlO5的制备及其发光性质

用高温固相反应法合成了Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅红色荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J(J=0,1,2,3,4) 特征发射组成,其中Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₁(λ=590 nm)和⁵D₀→⁷F₂(λ=622 nm)跃迁发射的强度最大。当Eu³⁺离子的摩尔分数为 0.75时,样品的发光最强。研究结果表明,Sr₂Eu_xGd_1-xAlO₅荧光粉是一种在近紫外芯片白光LED上有应用前景的红光荧光粉。     

Eu3+掺杂的Sr2CeO4发光材料的光致发光研究

利用高温固相反应法制备了Eu³⁺掺杂的Sr₂CeO₄样品,并对其吸附水前后的光谱特性进行了研究.结果发现,对于刚制备的Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2样品, 在Ce⁴⁺—O^2-的电荷迁移激发中,只有强激发带(～35700cm^-1)与Eu³⁺离子间存在能量传递,而弱激发带 (～29400cm^-1)只是引起Ce⁴⁺—O^2-的电荷迁移发射;在Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2样品吸附水后,Eu³⁺的线状吸收跃迁强度显著增加, Ce⁴⁺—O^2-两个激发带均向Eu³⁺离子传递能量. Ce⁴⁺—O^2-强激发带通过交换作用向Eu³⁺离子传递能量,而弱激发带与Eu³⁺离子间的能量传递机理是非辐射多极子近场力的相互作用. 关键词： 2-xEu_xCeO_4+x/2')" href="#">Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2 发光性质 能量传递 吸附水     

Sr2+掺杂荧光粉Ca2Nb2O7：Eu3+的发光特性

采用高温固相法制备出Ca_1.97-xSr_xNb₂O₇：3%Eu³⁺（x=0.10,0.50,1.0,1.5,1.97）红色荧光粉,研究了Ca_1.97-xSr_xNb₂O₇：3%Eu³⁺的发光特性及Sr²⁺的浓度对该荧光粉发光性质的影响。随着Sr²⁺浓度的改变,Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺的XRD呈现不同的相。Ca_1.97Nb₂O₇：3%Eu³⁺（x=0）的激发光谱中,302 nm附近的强宽带来自于O^2-→Eu³⁺电荷转移跃迁,272 nm附近的肩峰来自于NbO^7-₆基团的电荷转移跃迁,350~600 nm范围内的锐锋属于Eu³⁺的特征4f-4f组内跃迁。在398 nm激发下,发射光谱的最强峰位于616 nm,属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁,发射出强烈的红光。当Ca²⁺逐渐被Sr²⁺取代时,Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺的各激发峰的强度先提高后降低,且O^2-→Eu³⁺电荷转移跃迁发生明显红移。少量Sr²⁺的掺杂可以有效提高Ca_2-xSr_xNb₂O₇：Eu³⁺ 的红光发射强度,当x=0.01时该荧光粉的红光发射达到最强,可以被紫外LED芯片激发。     

Y1-xCaxBa2Cu3-xMxO7-δ (M=Fe,Ni)体系的超导电性

本文报道,通过对Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xMxO_7-δ(M=Fe,Ni)体系样品的晶体结构、氧含量、正常态电阻率与温度的关系,以及超导转变温度等测量,并与YBa₂Cu_3-xMxO_7-δ(M=Fe,Ni)体系进行比较,发现Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xFe_xO_7-δ体系的T_c显著地高于相应x值的YBa₂Cu_3-xFe_xO_7-δ体系,而Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xNi_xO_7-δ体系则相反,T_c低于仅Ni替代的体系,表明Ca和Fe同时替代时两者引起的载流子浓度(n_H)变化相互补偿,抑制了仅Fe替代时引起的n_H和T_c急剧下降;而作Ca和Ni同时替代时主要的不是两者引起载流子浓度变化的相互补偿,Ca和Ni替代效应之间的关联较弱。作者认为,对Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xFe_xO_7-δ体系属于CuO₂平面外的元素替代,这时载流子浓度是决定Tc的主要因素;而对Y_1-xCa_xBa₂Cu_3-xNi_xO_7-δ体系,由于Ni²⁺离子主要占据Cu(Ⅱ)位,它导致磁拆对效应,Ni²⁺离子的拆对效应是引起T_c下降的直接原因。 关键词：     

玻璃中CuClxBr1-x(x=0—1)胶体的激子光谱

一个物质未必具有大晶体一样的周期结构,但只要形成了似晶体的集团,也可以显示出晶体一样的基本光吸收。本工作研究了含CuCl_xBr_1-x(x=0—1)胶体的玻璃制备和光吸收性质。实验结果表明玻璃中达到一定大小的CuCl,CuCl_xBr_1-x和CuBr胶体粒子也可显示出与相应大块晶体相同的激子吸收光谱,玻璃具有和相应晶体相同的紫外吸收限。 关键词：     

宽带近红外荧光粉KScP2O7∶Cr3+的发光特性研究及近红外LED器件应用

近红外(NIR)器件的小型化和智能化需求推动了高效宽带近红外荧光粉的设计与发展。目前,Cr³⁺激活的宽带近红外荧光粉主要采用传统的多格位共占据策略设计实现。然而,由于处在不同晶体学格位的Cr³⁺热猝灭行为不一致和光谱稳定性差等问题,导致其实际应用受限。本文基于单格位占据策略,采用高温固相法制备了一系列宽带近红外荧光粉KSc_1-xP₂O₇∶xCr³⁺(x=0.01～0.09),并对其晶体结构、发光性能及热猝灭机理进行分析。研究结果表明,在x=0.03时,KSc_0.97PO₇∶0.03Cr³⁺(KSP∶0.03Cr³⁺)样品发光强度达到最大值,随后出现浓度猝灭现象,该现象主要归因于相邻Cr³⁺-Cr³⁺之间的能量传递。在蓝光激发下,KSP∶0.03Cr³⁺样品光谱覆盖700～1 200 nm,发射主峰位于85...     

Sr2SiO4:Ce3+,Li+蓝紫色荧光粉发光性能的研究

以MCM-41为硅源,采用共沉淀法制备Sr_2-xSiO₄:xCe³⁺(x=0.01~0.09,步长为0.01)和Sr_1.95-ySiO₄: 0.05Ce³⁺,yLi⁺(y= 0.01~0.07,步长为0.02)蓝紫色荧光粉。Sr_2-xSiO₄:xCe³⁺的发射光谱是一个不对称的宽带,最大峰值在410 nm左右。Ce³⁺的最佳掺杂量为5%。Ce³⁺离子倾向于占据九配位的Sr(Ⅱ)格位。共掺电荷补偿剂Li⁺可以有效地提高Sr_1.95SiO₄: 0.05Ce³⁺的发光强度,其中Li⁺离子对1 100 ℃煅烧样品的发光强度的提高程度比1 000 ℃的更高,Li⁺的最佳掺杂量为y=0.05。     

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⁺。     

发光二极管用红色荧光粉Sr0.8-xBaxEu0.2WO4的制备和性质研究

采用化学共沉淀法制备了不同Ba²⁺掺杂浓度、 不同煅烧温度的Sr_0.8-xBa_xEu_0.2WO₄红色荧光粉. 研究了样品的晶体取向和晶格 畸变对发光性质的影响, 实验结果表明: 合成的Sr_0.8-xBa_xEu_0.2WO₄红色荧光粉为四方相, 样品中Eu³⁺的⁵D₀–⁷F₂跃迁的红光能被近紫外光和蓝光有效激发. 适量的Ba²⁺离子取代部分的Sr²⁺提高了Sr_0.8Eu_0.2WO₄荧光粉的发光强度, Ba²⁺掺杂浓度的改变对基质的晶格参数、晶体对称性和发光性能影响较大, Ba²⁺的最佳掺杂量为30%.     

NaLn4-x(SiO4)3F：xRE3+(Ln=La,Gd;RE=Tb,Dy, Sm,Tm)荧光材料的发光性能

利用简单的高温固相法合成稀土离子掺杂的NaLn_4-x(SiO₄)₃F:xRE³⁺(Ln=La, Gd; RE=Tb, Dy, Sm, Tm)系列荧光粉,利用X射线粉末衍射仪和荧光分光光度计分别测试其物相结构和荧光性能。结果表明,所合成样品均为纯的六方晶系结构,在紫外光激发下所合成样品均表现出所掺杂稀土离子的f-f特征能级跃迁,Tb³⁺、Dy³⁺、Sm³⁺和Tm³⁺等激活离子分别发出蓝绿色、白色、橙色以及蓝色等荧光发射。     

Ce3+和Mn2+掺杂的Ba9(Y2-xScx)(SiO4)6光谱特性和温度特性研究

采用高温固相法制备了Ba₉(Y_2-xSc_x)(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)样品。在该体系中,当Sc³⁺含量从x=0逐渐增加至x=2时,Ce³⁺的蓝光发射强度提高了1.7倍;同时,Mn²⁺的红光发射强度提高了1.9倍,显示了优良的红光特性。样品的发射光谱和漫反射光谱表明,Ce³⁺、Mn²⁺发射强度的增加与Ce³⁺吸收能力和Ce³⁺向Mn²⁺能量传递的提升有直接关系。研究了样品Ba₉Sc₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺的热稳定性。随着温度的升高,Mn²⁺的红光发射呈现先升后降的态势。当温度从室温升至488 K时,Mn²⁺发射强度仅下降至室温时的84%,表现出优良的热稳定性。高亮的红光发射和优良的热稳定性表明该荧光材料可为紫外基白光LED提供良好的红色光源。     

Gd1-xEuxAl3(BO3)4纳米晶的合成及其发光性能

以高温固相反应法合成了Gd_1-xEu_xAl₃(BO₃)₄:Eu³⁺纳米荧光粉。使用XRD分析确定了样品的物相,并根据谢乐公式计算出其微晶的纳米粒度。采用了“粉末悬浮法”以甘油为分散介质,在RF540荧光光度计上测试了纳米晶荧光粉的激发光谱和发射光谱。GdAl₃(BO₃)₄基质本身发光,GdAl₃(BO₃)₄:Eu纳米荧光粉表现了Eu³⁺的特征发射光谱,其中最强峰为⁵D₀→⁷F₂发射,表明晶体结构中没有对称中心格位。实验表明在GdAl₃(BO₃)₄:Eu纳米晶荧光粉中,存在Gd³⁺对Eu³⁺发光的基质敏化作用。     

室温批量合成高质量无机钙钛矿量子点及其WLED应用

为克服在大批量合成无机钙钛矿量子点(Cs Pb Br₃)时出现的材料光学性能下降的问题,提出了一种改进的室温溶液工艺,通过加入HBr促进前驱体的分散溶解,同时引入路易斯酸配体部分取代油胺,实现量子点表面的缺陷态有效钝化,合成出高质量的Cs Pb Br₃量子点材料。实验测试结果表明,合成出的Cs Pb Br₃量子点荧光发射峰位于517 nm处,发射峰半高宽仅有17 nm,荧光量子效率高达95%。利用制备出的绿光Cs Pb Br₃量子点和商用红色荧光粉混合,和以Ga N为基底的蓝光芯片组装成一个白光LED器件,该器件在20 m A的工作电流下获得流明效率达48.35 lm/W的白光。这种高效白光LED展示出无机钙钛矿量子点在通用照明、背光显示和光通信等领域中具有很大的应用潜力。     

单一基质双光色Ba10-x(PO4)4(SiO4)2:xEu2+荧光粉的两步法制备与光谱调控

采用两步法成功合成了单一基质双光色Ba_10-x（PO₄）₄（SiO₄）₂：xEu²⁺荧光粉,研究了稀土离子占据不同的晶格格位对荧光粉光谱特性的影响。结果表明：两步法合成的荧光粉发射光谱由414 nm的蓝光波带和504 nm绿光波带两种光色组成,而传统的高温固相法制备的荧光粉只有504 nm处的绿光发射。荧光粉发光性能与Eu²⁺离子在磷灰石晶体结构中占据的晶格位置关系十分密切。两步法荧光粉双光色的形成主要是由于在第一步氧化气氛合成过程中Eu³⁺离子取代了基质结构中的Ba_Ⅰ和Ba_Ⅱ两个格位的Ba²⁺离子;在第二步还原过程结束后,Eu²⁺离子仍然占据着两种格位,从而形成了两种具有不同配位环境的发光中心。此外,双发射峰的相对强度能够通过Eu²⁺离子对Ba_Ⅰ格位的取代率而调节,进而实现光谱的调变。