沸石基质中Eu^3＋的还原及Eu^2＋的稳定性

低温弱还原条件下,在沸石基质中获得了稳定的Eu~(2+)。借助程序升温还原(TPR)技术考察了沸石中Eu~(3+)→Eu~(2+)还原温度及价态转换途径。通过穆斯堡尔谱讨论了价态转换过程中,铕离子在沸石笼结构中的配位环境及其与沸石骨架的相互作用。光电子能谱和荧光光谱数据表明,Eu~(2+)在沸石基质中价态是稳定的。     

LiGdSiO4：Eu^3＋,Bi^3＋的低温合成及其发光行为的研究

在实验室中.采用溶胶一凝胶法,在比较低的温度下。合成出Li Gd_(0.958)SiO_4:0.035Eu~(3+),0.007Bi~(3+)发光体。利用红外光谱、X射线粉末衍射谱、热重及差热分析、激发光谱和发光光谱,研究了由凝胶至发光晶体的转变过程,讨论了Eu~(3+)、Bi~(3+)在稀土硅酸盐中的发光行为。     

SrB4O7中Sm^2＋的发光及Eu^2＋,Sm^2＋之间的能量传递

对SrB_4O_7:Sm~(2+)发光特性的研究发现,在液氮温度下只有来自~5D_0能级的发射,而室温时又出现了~5D_1的发射,高温时同时观察到~5D_0、~5D_1的线状发射和5d→4f跃迁的带状发射,利用电子-声子耦合理论讨论了这些变化,并分析了Eu~(2+)→Sm~(2+)的能量传递现象。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉的制备、结构与荧光性质研究

采用高温固相法合成了具有高热稳定性的Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)红色荧光粉。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了系统地表征,结果表明成功地合成了Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉。在394 nm激发下,样品发出很强的红光,该发射来自于Eu~(3+)的5D~0→~7F_J(J=1, 2, 3, 4)。通过变温光谱分析了样品在303～563 K温度范围的热稳定性。随着温度的升高, Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品的发光先增强后减弱,在483 K时的发光最强为室温时的1.5倍。将Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品与蓝色荧光粉BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)和绿色荧光粉BaSiO_4:Eu~(2+)以及近紫外LED芯片(395 nm)进行封装,在不同电流激发下(20～140 mA),均获得了显色指数高于92,色温低于4000 K的暖白光。以上结果表明Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)在白光LED领域具有非常好的潜在应用。     

广色域背光源用绿色荧光粉β-SiAlON:Eu~(2+)的研究进展

白光LED已经广泛应用于LCD背光显示领域,然而,如何实现更广色域的显示,成为目前新的问题与研究热点。由于液晶背光源通常都使用滤光片,以期获得更广的色域范围和发光效率,因此若能使绿光荧光粉产生窄带发射,则可显著扩大背光源的色域面积。通过采用"蓝光LED芯片+β-SiAlON:Eu~(2+)(λem=525nm;FWHM~50nm)绿色荧光粉+K_2SiF_6:Mn~(4+)红色荧光粉"的封装方案能够实现目前基于荧光粉技术的最大色域面积。对于β-SiAlON:Eu~(2+)荧光粉而言,仍然对其发光性质缺乏清晰的认识。本文简要地总结了近年来β-SiAlON:Eu~(2+)绿色荧光粉的研究进展,分析其结构与光谱之间的关系,以期为能够实现更窄谱带、更高发光效率的β-SiAlON:Eu~(2+)绿色荧光粉提供思路,最终实现更广色域显示的目的。     

Eu~(2+)在碱土金属氯磷酸盐中的发光

考察了Eu~(2+)在Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)三种碱土金属氯磷酸盐中的发光性质。用晶胞参数法测得了Sr_(5-x)Ca_x(PO_4)_3Cl和Sr_(3-3x)/5Ca_2-2x/5Ba_x(PO_4)_3Cl两个体系固相线下的关系。通过实验证实了Eu~(2+)在氯磷酸盐基质中存在两个发光中心。同时研究了固溶体Sr_(4.5)Ca_(0.5)(PO_4)_3Cl:Eu~(2+)中Eu~(2+)的d→f能级跃迁强度随Eu~(2+)浓度的变化关系,以及Eu~(2+)的浓度猝灭机理。     

铕激活的氟卤化钡晶体中Eu~(2+)的电子跃迁以及能量传递

BaFX:Eu~(2+)晶体中,Eu~(2+)4f~65d能级和4f~65s能级存在组态间相互作用,引起d-f和f-f跃迁相对强度的改变。观察到~8S_(7/2)→4f~65d-6s跃迁。改变BaFX组成中的F/X原子比,对Eu~(2+)发光无明显影响。Eu~(2+)(f-f)和共存于基质中的Eu~(3+)间存在能量传递。     

Eu^2＋和Ce^3＋激活的BaYF5荧光性质

本文讨论了BaYF_5中Eu~(2 )和Ce~(3 )的光谱特征及浓度对光谱的影响。Eu~(2 )和Ce~(3 )均表现为d—f跃迁的特征激发和发射。由于Eu~(2 )—Eu~(2 ),Ce~(3 )—Ce~(3 )能量迁移的存在,两者猝灭浓度偏低,其猝灭机理为偶极-偶极相互作用。根据BaYF_5基质中Eu~(2 )和Ce~(3 )的能级关系,发现Ce~(3 )对Eu~(2 )的发射具有明显的敏化作用。其机理主要为非辐射多极子作用,但也存在辐射传递。     

Eu~(3+)、Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2中的发光特性与取代格位

在紫外光激发下,Eu~(3+)和Bi~(3+)在Me_2Y_8(SiO_4)_6O_2基质(Me=Mg、Zn、Ca、Sr)中分别发射红光(D_0-~7F_2)和蓝光(~3P_1-~1S_0)。Eu~(3+)发光的红橙比随着激发波长和Me~(2+)的不同而变化,荧光拉曼光谱表明,Eu~(3+)在四种基质中同时占据了4f格位和6h格位。依据Bi~(3+)发光的Stokes位移推断,当Me=Ca、Zn时,Bi~(3+)主要占据4f格位,而当Me=Mg、Sr时,Bi~(3+)主要占据6h格位。     

单一基质白光荧光粉Ca0.955-xAl2Si2O8:0.045Eu2+,xMn2+的晶胞参数变化和光谱特性

利用高温固相反应制备了Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.325,0.35,0.375,0.40,0.425)一系列试样,系统研究了Mn~(2+)取代基质中Ca~(2+)进入晶格中对其晶胞参数和光谱特性影响。Mn~(2+)以类质同相替代Ca~(2+)进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,试样均为三斜晶系,P空间群。随着Mn~(2+)掺杂量增加,晶胞参数(a,b,c,γ)和晶胞体积V均呈线性递减,且a轴减幅最大,b轴最小,晶面夹角(α,β)呈线性递增。在357 nm激发下,获得的Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)发射光谱均有Eu~(2+)的4f→5d跃迁产生的433 nm和Mn~(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁产生的567 nm两个宽带谱组成。在荧光粉Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)中,Eu~(2+)与Mn~(2+)间存在能量传递,Eu~(2+)→Mn~(2+)间能量传递的临界距离R_(Eu-Mn)=0.947 1 nm,Eu~(2+)→Mn~(2+)能量传递过程为电四极-电四极的多极矩相互作用。通过改变Mn~(2+)掺杂量,在紫外芯片的有效激发下,荧光粉的发射光颜色可从蓝光区(0.158 2,0.086 0)逐渐移至近白光区(0.295 3,0.298 9),可获得一种紫外激发适用于白光LED的单一组分白色荧光粉。     

用电子自旋共振波谱和荧光光谱研究BaFCl:Eu中铕的价态

BaFCl:Eu是一种优良的X射线发光材料,最近我们发现:虽然它的发光起源于Eu~(2+)离子的4f~65d→4f~7能级间的电子跃迁;但是晶体中同时存在的Eu~(3+)离子的电荷转移跃迁对发光有很明显的增强作用。因此在研究Eu~(2+)和Eu~(3+)离子在发光过程中的作用时,必须首先要知道它们在发光材料中的浓度。我们提出了一种准确测定BaFCl:Eu中Eu~(2+)和Eu~(3+)离子含量的方法。这种方法是依据Eu~(2+)离子的电子自旋共振(ESR)波谱以及Eu~(2+)和Eu~(3+)离子的发光光谱。我们合成了一系列含有不同Eu~(2+)/Eu~(3+)浓度比的BaFCl:Eu,并初步讨论了它们的发光现象。     

NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)红色荧光粉制备及发光性能的研究

实验通过传统的高温固相合成法合成了一系列的NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)红色荧光粉。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉具有立方相晶体结构,空间群为Ia-3d,其结构内拥有两个不同配位的发光中心分别为八配位和六配位。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉的激发光谱可以与近紫外LED芯片很好地符合,由于Eu~(2+)离子的4f65d1→4f7能级跃迁,使得NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉表现出发光中心位于610 nm附近的红色宽带发射,半高宽约为110 nm。NaSr_(3.99)B_3O_(8.1)N_(0.6):0.02Eu~(2+)荧光粉的最佳掺N浓度为x=0.8,其寿命在两个不同的发光中心的平均衰减时间分别为603和510 ns。在y=0.02时,NaSr_(4-y)B_3O_(8.1)N_(0.6):yEu~(2+)荧光粉的发射光谱发生了浓度猝灭现象,计算得到其激活剂离子间的临界距离为2.712 nm,导致浓度猝灭的激活剂离子之间的相互作用的方式为偶极子-偶极子。以上结果表明,NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu~(2+)荧光粉有望成为白光LED的光色转换材料。     

SrO—Al2O3—SiO2：Eu^3＋,Bi^3＋发光体的溶胶—凝胶法合成

制备无机固体材料大都采用高温固相反应,1971年Dislich报导了用溶胶-凝胶法制备多组份固体材料。近年来,有报导利用此法研制玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷。我们在过去工作的基础上,合成了SrO-Al_2O_3-SiO_2:Eu~(3 ),Bi~(3 )发光体,研究了从凝胶至发光晶体的转变过程、Eu~(3 )和Bi~(3 )在SrO-Al_2O_3-SiO_2基质中的发光性质以及Bi~(3 )对 EU~(3 )的能量传递。     

微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)中激活剂的浓度猝灭研究

采用微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料,通过对掺杂不同激活剂浓度的产物的光谱性能、余辉性能、相组成结构的分析以及晶胞常数的计算,探讨了微波等离子体法合成srAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)时,激活剂Eu~(2+)的浓度猝灭特性.XRD测试结果表明,Eu~(2+)离子的掺入对基质晶格畸变影响很小;光谱和余辉性能测试表明Eu~(2+)的掺杂浓度对产物的瞬时发光强度影响较大,相对而言对余辉性能的影响程度不大.产物的发光性能随Eu~(2+)摩尔浓度的增大呈现先增强后减弱的趋势,发光中心Eu~(2+)离子的猝灭浓度为4%.结合EDX结果说明,与高温固相法以及其他一些方法相比,采用微波等离子体合成技术可在一定程度上提高Eu~(2+)离子的临界猝灭浓度,从而为进一步提高长余辉发光材料的发光性能提供了可能.     

通过能量传递实现Ba5-2x-yTbxNax(PO4)3Cl∶yEu2+荧光粉的光谱调控

通过[Na~+,Tb~(3+)]离子对取代[Ba~(2+),Ba~(2+)]离子对,制备了一系列的Ba_(5-2x-y)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶y Eu~(2+)荧光粉。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、光致激发和发射光谱对其结构、形貌、组成及发光性能进行研究。结果表明:在354 nm激发下,Ba_(3.97)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)样品的发射光谱既包含了Eu~(2+)位于450 nm左右的宽带特征发射,又包含了Tb~(3+)位于490、545、583和622 nm的窄峰特征发射。由于存在Eu~(2+)→Tb~(3+)的能量传递,使得Ba_(3.97)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)中Tb~(3+)的发光强度相对于Ba_(4.00)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl中Tb~(3+)的发光强度显著提高。通过改变[Na~+,Tb~(3+)]离子对的浓度,实现了对Ba_(5-2x-y)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶y Eu~(2+)荧光粉的光谱调控。当x=0.50时,Ba_(4.97-2x)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)中Tb~(3+)的发光强度达到最大。     

碱土金属锡酸盐掺铕体系荧光粉合成和荧光性质研究

本文报道了MSnO_3∶Eu~(3+)和M_2SnO_4∶Eu~(3+)(M=Ca,Sr,Ba)体系荧光粉的合成和荧光性质。产品经X射线确证CaSnO_3∶Eu~(3+)和Ca_2SnO_4∶Eu~(3+)为正交晶系,SrSnO_3∶Eu~(3+)和BaSnO_2∶Eu~(3+)为立方晶系,而Sr_2SnO_4∶Eu~(3+)和Ba_2SnO_4∶Eu~(3+)为四方晶系。激发光谱表明,随Ba—Sr—Ca离子半径减小,Eu~(3+)的电荷迁移能量紫移,而Eu~(3+)的f-f跃迁红移。发射光谱表明,CaSnO_3∶Eu~(3+)和Ca_2SnO_4∶Eu~(3+)以电偶极跃迁为主,而其它4种化合物不存在电偶极跃迁。     

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)。     

SrGaF_5中Eu~(2+)的荧光光谱结构

Hewes 和Hoffman首次报道了 MAIF,(M=Ca,Sr,Ba)中Eu~(2+)的光谱特性,发现当M=Sr或Ba时,Eu~(2+)可以产生4f~7(~6P_(7/2))→df~7(~8S_(7/2))跃迁锐线发射(简称f→f跃迁发射),峰值位于 360nm附近。随后,Blasse和Fouassier先后对Eu~(2+)产生f→f     

La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)/Tb~(3+)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Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_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,La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)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,Eu~(3+)的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为(0.610 2,0.382 3);La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Tb~(3+)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Tb~(3+)的5D4→7F5能级跃迁,Tb~(3+)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Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2荧光材料均具有良好的热稳定性。     

Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用

具有窄带发射的无机发光材料既可协同提升照明器件的显色指数和流明效率(如窄带红色发光材料),也可增大液晶显示器件的色域(如窄带蓝色、绿色和红色发光材料),在照明和显示用发光二极管(light-emitting diodes, LED)器件中具有重要的应用前景。其中稀土发光材料中常用的Eu~(2+)和Ce~(3+)离子具有4f-5d跃迁,但由于晶体场效应而呈现不同程度的峰展宽效应,迄今为止,人们发现的Eu~(2+)和Ce~(3+)掺杂的窄带发射发光材料基质体系十分有限,特别是Eu~(2+)掺杂的新型窄带荧光粉研究是一项重要挑战。近年来,人们首先在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氮化物窄带荧光粉研究中取得了重要进展,发现了一系列具有潜在应用前景的窄带氮化物红光发射材料。而最近,本课题组在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉研究领域获得了突破,基于此,概述了Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用,指出了UCr_4C_4基氮化物与硅酸盐的结构演变特征,并由此总结了几类UCr_4C_4基窄带硅酸盐化合物的结构特点和Eu~(2+)掺杂荧光粉的发光特性,进一步地对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的应用进行了介绍,指出了当前在调控其光色和提升其化学稳定性所面临的挑战和所做的一些有意义的尝试。最后对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氧化物窄带荧光粉的未来发展进行了展望。