ZnS:Mn2+,Sm3+粉末材料中Mn2+和Sm3+之间的能量传递

研究了ZnS粉末材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用.通过测量单独由Mn2+或Sm3+掺杂及Mn2+,Sm3+同时掺杂的ZnS粉末材料的发射光谱、激发光谱、发光衰减以及选择激发发光光谱,证实了Mn2+和Sm3+之间存在偶极子-偶极子相互作用的无辐射能量传递.同时还计算了能量传递几率和传递效率.     

Ce3+,Mn2+激活氟磷酸钙的合成及其形成机理

合成了发光效率较高、光衰较小的黄色光致发光材料——Ce3+,Mn2+激活的氟磷酸钙(FAP:Ce3+,Mo2+).研究了各种工艺条件对该材料的发光效率、发光光谱及老化性能的影响.结果表明,最佳的灼烧温度在900℃左右;弱还原气氛或保护气氛有利于得到性能较好的材料;原料的化学剂量比M a/Mp,对材料的发光效率和发光光谱影响不大,但对老化速率影响较大,原料中F量应高于正常化学剂量比近一倍.通过对材料形成过程的热分析(差热分析和热失重分析),发现FAP:Ce3+,Mn2+的形成过程与普通卤粉差异很大,研究表明,FAP:Ce2+,Mn2+的形成主要是由650℃～800℃时发生的气相输运过程而引起的.     

Ca_9NaZn(PO_4)_7∶Ce~(3+),Mn~(2+)荧光粉的发光性质及能量传递

采用高温固相还原反应合成了新型单相荧光粉Ca9Na Zn(PO4)7∶Ce3+,Mn2+,并对Ce、Mn单、双掺荧光粉的发光性能和能量传递进行分析。在303 nm紫外光激发下,Ce3+,Mn2+双掺体系发射光谱中位于374 nm和650 nm两处的宽带发射峰分别来自于Ce3+的5d→4f和Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)能级跃迁。在该体系中,发现Ce3+和Mn2+之间存在有效能量传递,使得Mn2+的红光发射强度明显增强,能量传递的临界距离Rc=13.85?(1?=0.1 nm),并被证实属于偶极子-四极子共振能量传递。最终,从CIE色度坐标可以看出,通过对共掺离子浓度相对大小的调节可实现从蓝紫光到红光的颜色调控。     

ZnS:Mn2+,Sm3+中Mn2+、Sm3+中心之间能量传递的分时光谱研究

前一阶段我们比较系统地研究了ZnS:Mn2+,Sm3+材料中Mn2+中心和Sm3+中心之间的能量传递。通过测量ZnS:Mn2+、ZnS:Sm3+和ZnS:Mn2+,Sm3+三种材料的发射光谱、激发光谱、选择激发发光光谱,证实了Mn2+中心和Sm3+中心之间存在偶极—偶极相互作用的无辐射能量传递。为了进一步研究Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用及其物理特点,我们又仔细测量了上述三种不同类型材料的分时光谱,这不仅可以更清楚地了解激发停止后Mn2+中心和Sm3+中心之间的相互作用,而且有效地解决了Mn2+中心发射光谱和Sm3+中心某些特征光谱线交叠引起的测量发光衰减的困难。     

Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Sm~(3+)的发光性质及其能量传递机制

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了一系列Ca2SiO4∶Ce3+,Sm3+,Li+荧光粉,研究了该荧光粉的发光性质以及能量传递机制。当Ce3+摩尔分数固定在1%时,Sm3+掺杂摩尔分数为2%时样品的红光发射最强。在360 nm激发下,可以证明从Ce3+到Sm3+存在有效的能量传递。能量传递效率最高可达55.8%。运用Inokuti-Hirayama模型对Ce3+-Sm3+能量传递类型进行分析,结果表明该能量传递类型为偶极子-偶极子相互作用。能量传递的临界距离经计算为0.55 nm。     

Mg2Y8Si6O26:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备及发光性能的研究

高温固相法合成了Ce3+,Mn2+共掺的Mg2Y8Si6O26荧光粉,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、荧光分光光度计对其结构和发光性能进行了研究。表明样品为纯相的Mg2Y8Si6O26晶体,属于六方晶系,空间群为P63/m。光谱数据表明Ce3+在该晶体中占有两种不同格位,分别为C3格位和C1h格位,通过激发和发射光谱对Ce3+在两种格位的发光进行了研究。在286nm光激发下Ce3+,Mn2+共激活Mg2Y8Si6O26的发射光谱除了在400nm有Ce3+的特征发射外,还在600nm处出现了Mn2+的特征发射,表明Ce3+和Mn2+之间存在能量传递。通过改变Mn2+的浓度实现了白光发射,它可用于紫外光激发的单一基质白光发射荧光粉。     

氧对LaOX：Ce3+和MFX：Ce3+体系猝灭作用的光谱研究

本文首次报道了LaOX:Ce3+和MFX:Ce3+(X=Cl-,Br-;M=Ba2+,Sr2+系列的光声光谱特性,并通过与荧光光谱的对照研究,讨论了氧对Ce3+在MFX和MF2(M=Ba2+,Sr2+基质中发光的猝灭作用.发现样品的发光随灼烧时间的加长而减弱,光声信号却依次增强,表明空气中氧对Ce3+发光的猝灭表现在其无辐射跃迁几率增加.同时发现由于非氟卤素的引入,便得MFX:Ce3+比MF2:Ce3+的抗淬灭性增强.文中着重研究了Ce3+在MFX基质中的发光,结果表明,在无氧合成条件下,MFX:Ce3+中Ce3+以发光中心Ⅱ(420nm附近)为主.     

(Ce,Gd,Mn)MgB5O10磷光体的合成及其发光

本文采用固相反应的方法合成了一系列(Ce,Gd,Mn)MgB5O10磷光体。观察到合成温度、灼烧时间、原料配比对磷光体的形成和发光亮度有重要影响。X射线衍射分析表明,磷光体结构与LaMgB5O10相同,属单斜晶系、空间群P21/c。用EPR确定了磷光体中锰离子为二价。测定了(Ce0.2La0.2)MgB5O10,(Gd0.7La0.3)MgB5O10,(Mn0.05La0.95)MgB5O10,(Ce0.2Mn0.05La0.75)MgB5O10,(Gd0.95Mn0.05)MgB5O10、(Ce0.2Gd0.8)MgB5O10和(Ce0.2Gd0.75Mn0.05)MgB5O15等磷光体的光谱。根据光谱数据讨论了(Ce0.2Gd0.75Mn0.05)MgB5O10磷光体中能量传递过程为:Ce3+→Mn2+,Gd3+→Mn2+以及Ce3+→Gd3+→Mn2+,其中Ce3+离子可将能量高效地传递给Gd3+,Gd3+离子起着中间体的作用。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+与Tb3+间能量传递

本文利用毫微秒技术在ns秒量级测量了不同浓度组分的LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+发射带的衰减常数τCe值和时间分辨光谱,确立了Ce3到Tb3+能量传递过程模型,建立了动力学方程和导出能量传递的计算公式。据此计算出Ce3+到Tb3+的能量传递几率和效率,得出Ce3+,Tb3+的最佳浓度。     

近紫外荧光粉SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)的光致发光特性

采用高温固相反应法制备了xCe~(3+)(x=0.01%,0.05%,0.10%和0.30%)激活的Sr_(1-x)Al_2Si_2O_8近紫外荧光粉,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测出荧光粉的物相结构,通过光致发光谱(PL)和激发光谱(PLE)表征了荧光粉的发光性质。结果显示,在中波紫外光激发下,发射峰位于长波紫外区,归属于Ce~(3+)的5d→2 F5/2和5d→2 F7/2跃迁。激发波长308nm时,观察到近紫外SrAl_2Si_2O_8荧光粉的发光强度随Ce~(3+)掺杂量增加而先增大后减小,同时发射峰位置红移。280和325nm波长选择性激发条件下的差异性发射行为表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)具有两种性质不同的发光中心,该结论由监测320和390nm发射时获得的形状具有明显区别的激发光谱亦可得以验证。离子半径的匹配性支持Ce~(3+)优先取代Sr~(2+),同时Van Uitert的经验公式估算结果推断出低浓度的Ce~(3+)生成九配位的Ce(Ⅰ)发光中心,高浓度掺杂情况下部分相互近邻的Ce~(3+)有效配位数减小,形成八配位的Ce(Ⅱ)发光中心。紫外280nm激发下峰位348nm的发射谱带源于Ce(Ⅰ)和Ce(Ⅱ)发光中心共同贡献,紫外325nm激发下发射峰位于378nm的发射带则主要对应于Ce(Ⅱ)发光中心。紫外光激发下Ce~(3+)发射出较强的近紫外光,表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)是一种适用于研发紫外荧光光源的荧光粉体材料。     

闪烁体Y_2SiO_5:Ce的发光特性

Y_2SiO_5:Ce~(3+)(YSO:Ce)具有高密度、不吸潮以及良好的光输出和快速衰减的特性,是一种重要的闪烁材料。研究采用高温固相法制备Y_2SiO_5:Ce~(3+)+0.2%(YSO:Ce)。在低温及室温下,对闪烁体YSO:Ce的时间分辨发射光谱、激发光谱以及衰减曲线进行了测量和分析。YSO:Ce主要有两类发射,一是晶体的缺陷发射,发射中心在320 nm;二是掺杂的Ce~(3+)的5d→4f发射,发射中心在440 nm。只有当激发能量(E_x)大于材料带隙宽度(E_g)时才能够激发出晶体缺陷发射,对应慢速的激发发射过程,且低温时发射强度较大,当温度升高时有温度猝灭,在室温下时间分辨发射光谱中几乎观察不到晶体缺陷发射。对于发射中心位于440 nm Ce~(3+)的5d→4f能级发射,在60~300 nm范围内能够观察到多个激发峰,其中能量小于材料禁带宽度的激发是属于Ce~(3+)5d能级的直接激发带,对应快速的激发发射过程。在低温时能够观测到发光中心位于392和426 nm分立的发射峰,对应Ce~(3+)的5d→4f(~2F_(5/2),~2F_(7/2))的发射。当温度升高到室温时,光谱宽化,无法观测到分立的发射峰。在温度200和300 K时,当激发光的能量大于带隙宽度,衰减曲线有明显的上升沿,说明有能量传递给Ce~(3+)。     

YAG:Ce3+的合成与光谱性能研究

采用共沉淀法合成了YAGCe3+(Y3Al5O12Ce3+)光致发光荧光粉并测定了其激发光谱、发射光谱及粒度对发光强度的影响.结果表明,YAGCe3+荧光粉激发光谱为双峰结构,两主峰分别位于近紫外和可见光区,发射光谱为宽峰,峰值为550nm.X射线衍射(XRD)分析表明该发光粉为纯YAG晶相.     

Ce3+在Ln2SO6中的发光(Ln=La,Gd或Y)

Ce3+在La2SO6中的发光光谱和激发光谱与在Gd2SO6和Y2SO6中的比较有显著差别。从被Ce3+敏化的中心的激发光谱上观察到在La基质中于300和330nm附近还有二个激发峰,显示出在这三个基质中Ce3+有很接近的激发态情况,从漫反射光谱也得到证实。不过在La2SO6中Ce3+的发光起源于次最低的而不是最低的5d能级。     

Ce激活氯化钠在真空紫外光激发下的发光性质

采用水热蒸发法制备了NaCl∶Ce3+荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)研究了材料的晶体结构。测量并分析材料在室温下的真空紫外激发光谱及相应的发射光谱。结果表明309和324nm的发射峰,对应于Ce3+离子的5d→4f(2 F5/2,2 F7/2)跃迁;激发谱显示6个峰,峰位分别为148,190,205,216,232和247nm。148nm的激发峰是基质吸收引起的;190,205,216,232和247nm是Ce3+的4f→5d跃迁引起的。     

温度梯度法生长的Ce: YAlOZr3高温闪烁晶体的光谱分析

采用温度梯度法生长了熔体掺杂Ce浓度为1at%的YAlO3晶体，对于其吸收光谱、荧光光谱和x射线激发发射谱进行了表征分析.根据吸收光谱提出了一个色心模型，从而成功的解释了为什么刚生长出的晶体为粉红色，而分别经氢气和空气在1400℃退火后均能变为无色的现象和退火以后吸收光谱发生的显著变化.温度梯度法生长的Ce:YAP在330nm处存在着一定程度的自吸收和自激发.光致激发发射谱的发射主峰在368nm，而x射线激发发射谱的主发射峰红移至391nm，这表明在x射线激发下，晶体对发射光的自吸收将会减少.另外在x射线 关键词： 温度梯度法 Ce: YAP 色心 光谱     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

Tb~(3+)和Ce~(3+)在Sr_7Zr(PO_4)_6基质中能量传递及发光特性研究

用高温固相法制备了Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)、Sr_7Zr(PO_4)_6∶Ce~(3+)及Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+),Ce~(3+)一系列荧光粉,并通过X射线衍射仪及荧光光谱仪分析了其结构和发光性质。结果表明,Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)呈现特征绿色发射,最强发射峰位于543 nm,属于Tb~(3+)的5D4→7F5跃迁,激发峰位于226 nm处,但激发带较窄。为拓宽其激发带的宽度,在Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)中掺入了Ce~(3+),观察到掺入Ce~(3+)后激发带变宽,且在Ce~(3+)的激发波长处激发得到了Tb~(3+)的发射,表明存在Ce~(3+)到Tb~(3+)的能量传递。     

偏硅酸钙中Ce3+的发光性质

制备了Ce3+激活的CaSiO3磷光体。在77K和室温下研究讨论了它们的激发和发射光谱以及荧光寿命等光学性质,分析了结构和电荷补偿剂的影响。在UV或CR激发下,Ce3+发射较强的蓝紫光,峰值为396nm。室温下,Ce3+离子的荧光寿命大约为30ns。     

发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)的水热法制备及发光性能研究

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征,研究了不同pH值(5,6,7和8)和不同反应温度(120,140,160,180和200℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。从XRD的结果可以看到,当pH6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋,FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。在pH值分别为5,7,8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋,表明样品为固熔体或者含有混合相,这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。荧光光谱测试结果表明,该荧光粉在394nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536nm(~5 D1→~7 F_1),578nm(~5 D_0→~7 F_0),590nm(~5 D_0→~7 F_1),613nm(~5 D_0→~7 F_2),646nm(~5 D_0→~7 F_3)和696nm(~5 D_0→~7 F_4)。荧光粉的激发光谱分别由361nm(~7 F_0→~5 D_4),380nm(~7 F_0→~5 L_8),394nm(~7 F_0→~5 L_6)和464nm(~7 F_0→~5 D_2)四组激发峰组成。经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394nm(~7 F_0→~5 L_6),该荧光粉在394nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613nm(~5 D_0→~7 F_2)。发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变,这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。