Ce3+,Eu2+共掺Ba3Si6O12N2荧光粉发光特性及能量传递研究

通过高温固相法制备了一系列Ce3+/Eu2+共掺杂的Ba3Si6O12N2,利用X射线衍射(XRD)研究了其晶体结构.研究表明,Ba3Si6O12N2∶ Ce3+,Eu2+荧光粉在338 nm光激发下可以发射525 nm的绿光,且具有较大的半峰宽.研究还发现,单掺Ce3的发射光谱和单掺Eu2+的发射光谱存在交叠,同时Ce3+的5d1最低能级能量低于Eu2+的4f65d1最低能级,这二者共同证实了可能存在Ce3+到Eu2+的能量转移现象.同时还研究了Ce3+浓度对Ba(2.7-y)Si6O12N2∶0.3Eu2+,yCe3+(0≤y≤0.1)系列荧光粉发光强度和波长的影响.热猝灭性能研究表明,Ce3+引入可显著影响体系的热猝灭性能.     

NaY(Mo/WO4)2∶Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu3+掺杂的NaY(Mo/WO4)2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征.研究发现随着Eu3+掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化.当Eu3掺杂浓度为30mo1;,荧光粉具有最强的发光强度.荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题.研究发现适量的W6+取代Mo6+,不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度.W6的最佳掺杂浓度为10at;.在395 nm激发下,NaY(Mo0.9W0.1O4)2∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y2O2S:Eu3+.     

KNaCa2(PO4)2基质中Ce3+ →Tb3+的能量传递与发光特性

采用高温固相法合成了Ce3+,Tb3+激活的KNaCa2(PO4)2发光材料,并对其发光特性进行了研究.荧光光谱测试表明:Ce3+的加入显著增强了Tb3+的发射强度,观察到Ce3+对Tb3+的发光存在明显的敏化现象,且测得KNaCa2(PO4)2∶xCe3,yTb3+的最佳掺杂浓度为x=0.01,y=0.16.根据Forster-Dexter理论判定KNaCa2(PO4)2∶Ce3+,Tb3+中Ce3+对Tb3+的能量传递属于电偶极-电四极相互作用引起的共振能量传递.研究表明,KNaCa2(PO4)2∶Ce3+,Tb3+材料是一种优良的紫外-近紫外激发白光LED用高亮度绿色发光材料.     

掺杂Pb2+对YAG∶Ce3+,Pr3+黄色荧光粉中红光发射的影响

在一氧化碳还原气氛下,通过高温固相法合成了YAG∶Ce3+,Pr3+,Pb2+黄色荧光粉。通过X射线衍射和激发、发射光谱对样品进行表征。结果表明:在YAG∶Ce3+,Pr3+荧光粉中掺杂一定量的Pb O,可以使Ce3+的534 nm宽带发生红移,同时Pr3+在610 nm处的红光发射强度增强,这是由于Pb2+的加入影响了晶体场环境,从而导致Ce3+5d能级的重心下移,使Ce3+发射光谱与Pr3+激发光谱的交叠增加,提高了Ce3+-Pr3+能量传递的效率。当掺杂Pb O的浓度为x=0.04时,红移最强,红黄比值最大,有利于提高基于蓝光芯片和YAG∶Ce黄光荧光粉制备的白光LED的显色指数。     

近紫外光LED芯片用红色荧光粉SrIn2O4∶Eu3+,Sm3+的制备及性能研究

利用高温固相法制备了EH3+、Sm3单掺杂及共掺杂的SrIn2O4荧光材料.通过XRD、激发光谱、发射光谱等对SrIn2O4∶ Eu3+、SrIn2O4∶ Sm3+、SrIn2O4∶ Eu3+,Sm3+进行表征.结果表明,SrIn2O4∶ Eu3+在近紫外光395 nm激发下能够有效的产生616 nm的红光发射.在SrIn2 O4∶Sm3+体系中发现,该系列样品适合于407 nm的紫光激发,发射峰位于607 nm.在SrIn2O4∶Eu3+,Sm3+体系中,通过光谱分析发现,基质中存在Eu3和Sm3激活剂之间的相互能量传递过程.该能量传递过程使SrIn2O4∶Eu3+,Sm3+更适合于390～410 nm紫外芯片激发的LED用红色荧光粉.     

Ca8Mg（SiO4）4Cl2∶Eu2+,Ce3+,Mn2+绿色荧光粉发光性能及其应用研究

利用高温固相法,合成出Eu2+、Ce3+、Mn2+共掺的Ca8Mg(SiO4)4Cl2系列绿色荧光粉。通过XRD表征了这些荧光粉的结构,通过分子荧光光谱仪研究了它们的室温发光性能。首先调查了Eu2+掺杂的Ca8Mg(SiO4)4Cl2绿色荧光粉发光性能,随后引入Ce3+、Mn2+提高了Ca8Mg(SiO4)4Cl2∶Eu2+在紫外光区的吸收强度及绿光发射强度。最后将筛选出来的荧光粉与InGaN-LED芯片组装制作成单一绿光LED器件,利用Ca7.8215MgSi4O16Cl2∶0.0525Eu2+,0.056Ce3+,0.070Mn2+所制作成的绿光LED器件发光最强,在20mA电流激发下,此LED发很强的绿光,其电致发光光谱所对应的色坐标值为:x=0.26,y=0.55。     

近红外发射Lu2O3∶Mn4+荧光粉的制备及其发光特性

采用高温固态烧结方法制备了具有不同Mn4+离子掺杂浓度的Lu2O3∶x;Mn4+荧光粉.应用X射线衍射、荧光激发和发射光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜和发光动力学测量等手段研究了该荧光粉的微结构和发光特性与掺杂浓度的关系.实验结果表明,Mn4离子可掺杂到Lu2O3基质晶格中,在252 nm激发下,可观察到位于695 nm和712 nm的近红外发射峰,其分别来源于Mn4+离子的2E→4A2和4T2→4 A2的跃迁.当Mn4+掺杂浓度为0.1;时,可获得最大的发光强度.通过优化热处理条件(在空气气氛、1400℃温度下热处理5h),可进一步提高Lu2O3∶0.1; Mn4+荧光粉的近红外发光强度和余辉性能.实验发现,经热处理的Lu2O3∶0.1; Mn4+样品中,Mn4+离子占据了Lu2O3基质中的S6和C2两种格位;具有较长寿命的近红外发光来自占据S6格位Mn4离子的贡献,而具有较短寿命的近红外发光则来自占据C2格位Mn4离子的贡献.实验表明,经高温热处理的近红外发射Lu2O3∶Mn4+材料余辉时间大于3 min,其在生物成像方面有潜在的应用前景.     

单一基质Na2Ca3Si2O8∶Tb3+,Eu3+荧光粉发光性质和能量传递的研究

通过传统的高温固相法成功的制得了一系列紫外激发的硅酸盐荧光粉Na2 Ca3 Si2O8∶Tb3+,Eu3+.X射线衍射(XRD)研究表明所制得的荧光粉为纯相.在Na2Ca3Si2O8∶Tb3+,yEu3+荧光粉体系中,随着Eu3+的掺杂浓度增大,发射光谱中Tb3的特征峰发光强度降低而Eu3+的不断升高,并且荧光寿命不断减小,说明了Tb3+和Eu3之间能量传递方式是交换相互作用,能量传递效率(ET)达到了15.8;.此外,通过CIE色坐标观察到,随着Eu3+浓度的增加,样品从绿色变成黄色,最终变成红色.由于它多彩的颜色变化,所以它是一种用于制作多彩LED的良好材料.     

白光发光二极管用CaAl2B2O7:Eu3+微晶的发光性质

利用高温固相法合成了CaAl2B2O7:Eu3+微晶.X射线衍射分析表明我们得到了纯相的CaAl2B2O7基质.样品在近紫外光和蓝光激发下能发出红光.发射光谱的主峰位于614nm,对应于Eu3+的5D0→7F2跃迁.激发光谱中两个主峰位于401nm和471nm,分别与紫外和蓝光LED相匹配.并研究了电荷补偿剂和Eu3+的浓度对样品发光强度的影响.所有掺入电荷补偿剂(Li+,Na+和K+)样品的发光强度都比没有掺入电荷补偿剂的样品高.其中掺入Li+的样品的发光强度最高.Eu3+的最佳浓度为6;.CaAl2B2O7:Eu3+是一种有应用前景的白光LED用红色荧光粉.     

Ce3+在Ba2ZnB2O6中的晶体学格位及其发光性能研究

通过高温固相法合成了Ba2ZnB2O6∶Ce3+蓝色荧光粉.通过XRD、Rietveld结构精修、激发和发射光谱、荧光衰减曲线以及变温荧光光谱等,对荧光粉的晶体结构和发光性能进行了研究.结果表明:Ce3+的掺入并未对基质的晶格结构产生影响,在350 nm近紫外光激发下,Ba2ZnB2O6∶xCe3+的发射峰为位于430 nm的不对称的宽谱,最佳掺杂浓度为x=0.01,Ce3+在Ba2ZnB2O6晶格中占据Bal和Ba3两种格位,随掺杂浓度升高更倾向于占据Ba3位.Ce3+的择优占位使荧光粉的发光由蓝光向蓝绿色区域发生了明显的漂移.     

荧光粉SrCaSiO4∶Eu2+,Ce3+光谱性能及能量传递的研究

本文采用高温固相法合成了一种新型荧光粉SrCaSiO4∶Eu,Ce,并对其进行了光谱及荧光寿命衰减曲线的测试。结果表明:SrCaSiO4∶0.005Eu2+,0.01Ce3+可和紫外LED相匹配发射蓝绿光,且在该体系中存在着Ce3+到Eu2+的能量传递;在荧光粉SrCaSiO4∶Eu2+中共掺Ce3+将会使Eu2+的荧光寿命增长,同时发现此体系的Ce3+荧光寿命变短,这也证明了在此体系中存在着能量传递。     

La6-xSr4(SiO4)6F2∶xCe3+荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了一种新型荧光粉La6-x Sr4(SiO4)6F2∶xCe3+,并通过X射线粉末衍射(XRD)、荧光光谱、荧光寿命等测试手段,对其进行了性能测试及表征.通过分析该荧光粉的荧光光谱,初步研究了其发光性能.结果表明:产物晶体属于六方晶系,磷灰石结构;所得样品在紫外线照射后发蓝光,发射峰位于413 nm,Ce3+的掺杂浓度为10mol;时发光强度最强.     

Na2SrP2O7∶Sm3+橙色荧光粉的制备与发光性能的研究

利用稀土离子Sm3+作为激活剂,采用传统的高温固相法制备了Na2SrP2O7∶xSm3+(x=0.02mol;)橙色荧光粉.用扫描电镜、X射线衍射仪和荧光分光光度计对粉体的表面形貌、晶体结构和荧光光谱进行了表征.XRD分析和荧光光谱分析得出:最佳的烧结温度为700℃.该荧光粉能够被404 nm光高效激发,发射光谱在可见光区呈三峰发射,峰值位于564 nm、603 nm、647 nm,其最强发射峰位于603 nm处,对应于Sm3的4G5/2→6H7/2特征发射.设定发射波长为603 nm,得到荧光粉的激发光谱为一个主峰位于404 nm的宽带激发峰,表明该荧光粉可被紫外光和近紫外光有效地激发.研究了Sm3+掺杂浓度和助熔剂NH4Cl含量对Na2SrP2O7∶Sm3+橙色荧光粉荧光性能的影响,得出Sm3+的最佳掺杂量为2mol;.3wt;的助熔剂NH4Cl有利于荧光粉颗粒的分散,减小平均粒径,改善晶粒形貌,提高荧光粉的相对发光强度,还能降低制备所需的温度.     

近紫外激发Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉的制备及发光性能

近紫外激发单一基质白光发射荧光粉是当前LED用荧光转换材料的研究热点.采用高温固相反应制备了Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉,并利用X射线粉末衍射仪和荧光光谱仪等测试手段,对其物质结构和荧光性能进行了表征.探讨了(VO4)3-基团的发光机理,及其与Sm3+离子之间的能量传递机制.结果表明:Ca2 NaMg2 V3 O12:Sm3+荧光粉属于立方相晶体结构.在340 nm紫外线激发下,样品发射蓝绿光,发射最强峰位于500 nm,发射光谱覆盖整个可见光区.Sm3+离子的最佳掺杂浓度为0.03,同时(VO4)3-基团与Sm3+离子之间的能量传递主要是通过电四偶极-电四偶极相互作用来实现的.     

白光LED用近紫外光激发的蓝绿色荧光粉Sr5(PO4)3F∶Eu2+的光谱性能及助熔剂的影响

本文采用还原氛下的高温固相法合成了荧光粉Sr5(PO4)3F∶ Eu2+并对其性能进行了表征,同时研究了助熔剂硼酸对该荧光粉的影响.结果 表明:在1200℃还原氛下制得的荧光粉Sr5(PO4)3F∶ Eu2+,激发峰位于418 nm,发射峰位于524 nm,是能与近紫外光LED相匹配的蓝绿色荧光粉.Eu2的最佳掺杂浓度为15mo1;,对应的色坐标为(0.2871,0.4036).添加助熔剂H3BO3可以使荧光粉Sr5(PO4)3F∶Eu2+的合成温度由1200℃降低到1100℃,最佳掺杂浓度为5wt;,同时可以增加荧光粉的发光强度.     

LaP3O9∶Eu3+荧光粉的制备及发光性能研究

以La2O3、Eu2O3和(NaPO3)6为原料,采用共沉淀法制备了LaP3O9∶Eu3+荧光粉,并对其发光性能进行了分析。结果表明:该荧光粉的最强吸收峰位于391 nm处;两个发射峰分别位于587 nm和616 nm处,且两峰发光强度相近,说明Eu3+在LaP3O9∶Eu3+晶体场中处于具有非反演中心对称的格位;与LaPO4∶Eu3+荧光粉相比LaP3O9∶Eu3+发出的红光色饱和度更高;Eu3+在LaP3O9∶Eu3+晶体荧光粉中的掺杂浓度为8at%时,发光强度最大。     

近紫外激发的Na2ZnSiO4∶Sm3+橙红色荧光粉的合成及发光性能

采用溶胶-凝胶法制备了适合于近紫外激发的橙红色荧光粉Na2 ZnSiO4∶Sm3+,利用X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱对样品的相结构、形貌及发光性能进行了表征.结果表明:制得的样品属于单斜晶系,粒径约为2 μm.样品的激发光谱在330 ～ 550 nm间呈多峰分布.在404 nm近紫外光激发下,发射光谱由峰值为566 nm,604 nm和650 nm的3个峰构成,发射主峰位于604 nm处,对应Sm3+的4 G5/2→6H7/2跃迁,呈橙红光发射.当Sm3+的掺量为3;时,其发光强度达到最大,随后减小,是由电偶极-电偶极相互作用引起的浓度猝灭.     

CaGd2(MoO4)4:Sm3+,La3+荧光粉的 制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了CaGd2-x(MoO4)4:xSm3+(x=0.1、0.3、0.5、0.7、0.9)橙红色荧光粉.研究了样品的X射线衍射谱(XRD)、激发光谱和发射光谱.从XRD图谱测试结果表明,在900℃下烧结6 h后得到的样品为纯CaMnO4晶相,样品CaGd2(MoO4)4:Sm3+的激发光谱由两部分组成:一部分(250～340)nm为属于O2--M6+O的电荷迁移带;另一部分(350～450)nm的系列线状峰是Sm3+的f-f跃迁特征激发峰.样品在405 nm(6H5/24F7/2)下激发得到的发射光谱,其主发射峰位于646 nm(6 G5/26 H7/2)处.当Sm3+掺杂浓度高于2;时,样品CaGd2-x(MoO4)4:xSm3+发生浓度猝灭现象,该现象是由于离子间的能量传递.在CaGd1.5(MoO4)4:0.5Sm3+样品中掺入一定浓度La3+,掺入La3+并没有改变CaGd2(MoO4)4:Sm3+光谱峰的形状和位置,当y=0.8时,荧光粉的发光强度最好.通过测量计算GIE在405 nm激发下的色坐标,显示色坐标均在橙红色区域移动,表明荧光粉的光色性较好.     

Tb3+-Eu3+共掺杂2ZnO·2.2B2O3·3H2O的制备和发光性能

采用水热法合成了Tb3+和Eu3+共掺的2ZnO.2.2B2O3.3H2O红色荧光粉。通过固定Eu3+的掺杂浓度为3%(物质的量比:Eu∶Zn=3%),改变Tb3+的掺杂浓度(2%～15%),研究Tb3+掺杂浓度对红色荧光粉晶相结构和光学性能的影响。用X射线衍射和荧光光谱仪对样品的结构和发光性能进行表征,结果表明:随着Tb3+掺杂浓度的升高,样品由晶态向无定形的玻璃态转变;Eu3+的发光强度也逐渐增强;Tb3+与Eu3+之间存在能量传递的过程,且当采用不同的激发波长(220 nm和393 nm)激发时,其能量传递的过程也不一样。     

橙红色荧光粉Ca2GdNbO6∶Sm3+,Na+的制备及发光性能

为了研究Na⁺掺杂对Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺荧光粉发光性能的影响,本文采用高温固相反应法成功制备了一系列Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺,xNa⁺(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10;x为摩尔分数)荧光粉。XRD图谱和精修结果表明,Na⁺成功掺入Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺晶格。发光性能测试结果表明,Na⁺的掺入提高了Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺荧光粉的发光强度,其最佳掺杂浓度为5%。在406 nm波长激发下,荧光粉在602 nm (⁴G_5/2→⁶H_7/2)处发射峰最强且发射出橙红光。浓度猝灭结果及热稳定性研究表明,Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺,0.05Na⁺基质中能量传递主要发生在最近邻离子之间,荧光粉的热猝灭激活能为0.119 eV。该荧光粉的色坐标位于橙红色区域(0.593 5,0.404 7),与国际照明委员会规定的标准色坐标(0.666,0.333)接近,表明Ca₂GdNbO₆∶0.03Sm³⁺,xNa⁺荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。