Dy~(3+):ThO_2的选择激发光谱和能级结构

本文首次用熔融法生长了Dy3 + :ThO2 晶体 ,详细研究了其光谱特性。通过 12K下格位选择激发下的发射光谱测量 ,利用晶场理论 ,确定了Dy3 + 在ThO2 中的格位对称性为C3v。列表给出了Dy3 + :ThO2 的晶场能级结构。测量和讨论了 4 F9/ 2 能级的寿命。     

晶态四硼酸锶中二价镝的发射

在室温下测量了在空气中灼烧掺杂Dy2O3的SrB3O7的发射光谱。观测到了由Dy^3 到Dy^2 氧化态的变化。经优化,当在空气中灼烧温度为650℃时为产生Dy^2 的最佳温度。在457．9nm的激发下测出了两个峰位分别位于550和660nm的宽发射带。我们认为这两个宽发射带是由Dy^2 离子由5d态向4f基态能级（^5I8）跃迁产生的。讨论了几个有益于在这种基质中还原Dy^3 离子的条件。为了实现Dy^3 离子的还原,我们还在Ar/H2(4%)气氛中制备了Dy2O3掺杂的SrB4O7比较了这种样品和在空气中所制备的样品的光学特性。本文还对标专SrB4O7还原性和稳定性的g－因子由Tm^2 的[E0(Tm^3 /Tm^2 =-2.3V]推导出Dy^2 的[E0(Dy^3 /Dy^2 )=-2.6V],但对这种还原过程的局限性尚未确定。     

光谱探针法确定Eu3+:ThO2的格位对称性及选择激发下样品的光致发光研究

测量和分析了不同温度下Eu³⁺:ThO₂的激发光谱、发射光谱和荧光 衰减曲线.Eu³⁺:ThO₂晶体是用熔融法生长的.通过12K下格位选择激 发下的发射光谱测量,利用晶场理论,确定了Eu³⁺在ThO₂占据Oh和C_3v两种格位.列表给出了两种格位Eu³⁺离子的晶场能 级和室温及12K下的荧光寿命.讨论了温度对能     

电荷补偿对Sr_2SiO_4∶Dy~(3+)材料发射光谱的影响

采用高温固相反应方法在空气中制备了Sr2SiO4∶Dy^3＋发光材料。在365 nm紫外光激发下,测得Sr2SiO4∶Dy^3＋材料的发射光谱为一多峰宽谱,发射峰分别位于486,575和665 nm处。研究了电荷补偿剂Li^＋,Na^＋和K^＋对Sr2SiO4∶Dy^3＋材料发射光谱强度的影响,结果显示,不同电荷补偿剂下,随电荷补偿剂掺杂浓度的增大,Sr2SiO4∶Dy^3＋材料发射光谱强度的演化趋势相同,即,Sr2SiO4∶Dy^3＋材料发射峰强度先增大后减小,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,对应Li^＋,Na^＋和K^＋时,浓度分别为4 mol%,3 mol%和3 mol%。同时,对研究结果进行了理论分析。     

Ce_3Rh_3Si_2和CeRh_3Si_2的磁性模拟和晶场效应研究

根据晶场理论,通过对D.Kaczorowski等人测量的磁化率倒数与温度关系曲线的模拟,得到了稀土化合物CeRh3Si2和Ce3Rh3Si2的晶场分裂能和相应波函数.对于CeRh3Si2和Ce3Rh3Si2,它们的第一激发能和总的激发能分别为176K,855K和77.5K,428K.计算表明,Kramers离子Ce3+在晶场效应的作用下,基态简并部分消除得到了三个双重态,模拟得到的化合物的磁化率倒数与温度关系曲线与实验曲线吻合较好.     

Dy3+/Tm3+共掺杂钒磷酸钇的共沉淀法合成及光谱性质

以Y2O3、Dy2O3、Tm2O3、V2O5、(NH4)2GPO4为原料,采用共沉淀化学法合成了体色纯白的Dy^3 、Tm^3 共掺杂YP1-xVxO4荧光粉。对合成荧光粉的V^5 ／p^5 、Dy^3 ／Tm^3 摩尔比等条件进行了研究。利用SEM、变温紫外激光激发下的发射光谱及紫外激发下的发射光谱,对所合成的粉体的表面形貌及发光性能进行了表征。YP1-xVxO4：Dy^3 ,Tm^3 荧光粉在325nm紫外激光激发下,低温时存在基质VO4^3-的蓝色宽带发射,随着温度升高,VO4^3 吸收的激发能量更有效地传递给Dy^3 、Tm^3 ,使其发光逐渐增强;在254nm的紫外光激发下,YP1-xVxO4：Dy^3 ,Tm^3 荧光粉发白光,是一种潜在的二基色高压汞灯用荧光粉。     

Dy3+和Ce3+共掺Y3Al5O12荧光粉的制备及发光性质

用高温固相法制备了YAG:5%Dy^3+以及(Ce 0.01 Dy y Y 0.99-y)3A15O12(y=0%,1%,3%,5%,7%,9%)荧光粉。XRD结果表明,NH 4Cl、LiCl、H3BO3三种助熔剂比较,添加H3BO3可有效降低YAG晶体的结晶温度,有效阻止中间相YAlO 3的形成。H3BO3做助熔剂在1450℃煅烧6 h制备的Dy^3+和Ce^3+掺杂Y 3Al 5O 12荧光粉具有单一YAG立方相结构,且随Dy^3+掺杂浓度增加,(420)衍射峰逐渐向小角度偏移。在583 nm监测下;与单掺1%Ce^3+样品比较,Ce^3+与Dy^3+共掺样品在342 nm处的吸收均减弱;与单掺5%Dy^3+样品比较,Ce^3+与Dy^3+共掺样品在351 nm处的吸收明显增强。351 nm激发下,随Dy^3+掺杂浓度增加,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中Ce^3+在526 nm处的发射强度逐渐减小,而在583 nm处的发射强度先增加后减弱,这说明351 nm激发下,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中存在Ce^3+向Dy^3+的部分能量传递。465 nm激发下,Ce^3+与Dy^3+共掺杂样品中只出现Ce^3+的发射峰,且随Dy^3+浓度增加,Ce^3+发光减弱。当Dy^3+离子浓度为3%时,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中Dy^3+相对光强达到最大,此时Ce^3+→Dy^3+能量传递效率为15.7%。405 nm激发下,随Dy^3+掺杂浓度增加,合成粉体中Ce^3+的寿命逐渐减小。经计算,Ce^3+→Dy^3+能量传递临界距离为3.464 nm,为电四极-电四极相互作用的共振能量传递。     

四角对称晶场中4B1(3d3)态离子的磁相互作用及其自旋哈密顿参量研究

基于完全对角化方法,研究了4B1(3d3)态离子在四角对称晶场中的磁相互作用,分析了自旋哈密顿参量(b02, g∥, g⊥, Δg)的微观起源.结果表明:在被考虑的大部分晶场区域,人们通常考虑的SO(spin-orbit)磁相互作用的贡献最为重要;然而,对于零场分裂参量b02而言,来自其他机理(包括SS(spin-orbit),SOO(spin-other-orbit),SO-SS-SOO)的贡献在大部分晶场区域超过了20%;在部分晶场区域,其他机理的贡献甚至超过SO机理的贡献.详细地分析了Macfarlane 零场分裂参量b02近似三阶微扰理论的收敛性,结果表明:该理论在大部分晶场区域收敛性较差.讨论了3d3态离子第一激发态2Eg分裂的微观起源.并利用群论方法解释了在C4v和C3v对称晶场中2Eg态分裂的不同机理.     

Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级

由激发光谱及荧光光谱的测量,运用Tanabe-Sugano能量矩阵计算了Cr3+在SrTiO3晶体中的晶场能级.     

稀土化合物CeRhGe和CeRhSn晶场的理论计算

在晶场理论和分子场理论的基础上,通过模拟Taiki Ueda和M.S.Kim等人测量的磁化率实验结果,得到了稀土化合物CeRhGe和CeRhSn的晶场分裂,分析了晶场效应对化合物磁性质的影响.计算结果表明,Ce3 晶场分裂得到了双基态,两种化合物的第一激发能和总激发能分别是723 K、610 K和970 K、1130 K,与实验获得了较好的吻合.     

Sr2CeO4∶Dy3+荧光粉的合成以及发光特性的研究

以亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子网络凝胶法合成了Sr₂CeO₄∶Dy3+荧光粉,并表征其结构、颗粒形貌及发光性能。研究结果表明：Sr₂CeO₄∶Dy3+无其他杂相存在且粉末颗粒大小均匀。其紫外-可见吸收带集中在480 nm附近;在370 nm紫外光激发下,其发射图谱为一多峰发射;监测470 nm的发射峰,所得样品的激发谱为一双峰宽谱,峰位为292和338 nm。同时研究了Dy3+掺杂浓度对样品发射光谱的影响,结果显示,随着Dy3+浓度的增大,其黄、蓝发射峰强度比值逐渐增大,但发光强度呈现先增大后减小的趋势,在Dy3+掺杂浓度为0.4 mol%时达到最大值。     

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。     

重稀土高氯酸盐甲基苯甲酰甲基亚砜配合物的合成及Tb3+的发光

合成了重稀土高氯酸盐甲基苯甲酰甲基亚砜配合物RE(ClO4)3·L5·C2H5OH(RE=Gd,Tb,Dy,Tm,Yb;L=C6H5COCH2SOCH3).经元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导及热重分析确定了配合物的组成,测定了配体及配合物的IR谱、1H NMR及铽配合物的磷光光谱、荧光激发和发射光谱,根据荧光发射光谱数据计算了铽配合物的各能级值.     

Dy3+含量对Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃发光性能的影响

通过控制Dy3+的掺杂浓度,制备出了不同浓度的Eu2+,Dy3+单掺和共掺高硅氧发光玻璃,测试其激发和发射光谱,讨论了Dy3+浓度对Eu2+,Dy3+共掺样品发光性质的影响。结果表明,Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃中存在Dy3+向Eu2+的无辐射能量传递现象,且Dy3+的引入会使高硅氧发光玻璃中Eu—O的共价作用减弱,造成Eu2+发射峰蓝移;随着Dy3+浓度的增加,Dy3+→Eu2+能量传递增强,Eu2+发光增强;Dy3+含量继续增加,则Dy3+发光出现浓度猝灭,且Dy3+→Eu2+能量传递减弱。     

Influence of Y3+, Bi3+ content on photoluminescence of YVO4:Dy3+ phosphor induced by ultraviolet excitation

YxVO4:0.01Dy3+ and Y0.99-xVO4:0.01Dy3+,xBi3+ phosphors were synthesized by chemical coprecipitation method.Their crystal structure,micromorphology and photoluminescence (PL) properties were investigated by X-ray diffraction (XRD),scan electron microscopy (SEM) and spectrofluorometer.YxVO4:0.01Dy3+ and Y0.99-xVO4:0.01Dy3+,xBi3+ phosphors have a broad excitation band from about 250 to 350 nm including a strongest peak at about 310 nm.Under its excitation,the emission spectra exhibits two sharp peaks,one of which centered at about 483 nm for 4 F9/2→6 H15/2 transition of Dy3+ and the other at about 574nm due to the 4F9/2→6H13/2 transition of Dy3+.For YxVO4:0.01Dy3+ (x=0.94,0.97,0.99,1.01,1.03)phosphor,with increasing value of x,the body color of phosphor changes from yellow to white and the strongest peak in the excitation spectra shifts a little to shorter wavelength.It is detrimental to luminous intensity when Y3+ content deviates stoichiometric ratio.For Y0.99-xVO4:0.01Dy3+,xBi3+ (x=0.01,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25) phosphor,the samples have extraneous bismuth vanadium oxide phase except for the major tetragonal zircon structure when x≥0.20.With increasing value of x,the band edge in the excitation spectra shifts to longer wavelength,the excitation intensity and luminous intensity increase early and decrease late.When the value of x is 0.01,the intensities increase evidently.In addition,the influence of Y3+ or Bi3+ on the color temperature of emission and micromorphology of YVO4:Dy3+ is slight.     

Dy~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备、表征及发光特性

采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy~(3+)掺杂的B_2O_3-ZnO-Na_2O-Al_2O_3发光玻璃,通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明:制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy~(3+)的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下,样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy~(3+)浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy~(3+)浓度的增加呈现先增大后减小的变化,当Dy~(3+)掺杂摩尔分数为1.0%时,发光强度最大。此外,随着Dy~(3+)掺杂浓度的增大,发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。     

Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响

采用高温熔融法制备了Dy3+或Tb3+单掺和Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy3+与Tb3+之间的能量传递关系以及Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响。实验结果表明：Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃具有较高的密度和良好的可见区透过率,玻璃的网络结构是由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体连接构成。在紫外光激发时,Dy3+单掺玻璃的发光源于Dy3+的4F_9/2→6H_15/2(483 nm),6H_13/2(576 nm)的跃迁发射,而Tb3+单掺玻璃的发光则源于Tb3+的5D₄→7F₆(489 nm),7F₅(544 nm),7F₄(586 nm)和7F₆(623 nm)的跃迁发射。对于Dy3+/Tb3+共掺玻璃,发射光谱则主要由Tb3+的荧光发射组成。通过对不同波长紫外光激发的发射光谱分析发现,Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中存在多种形式的能量传递。在以Dy3+的特征激发452 nm为激发波长时,Tb3+单掺玻璃的发光很弱。但随着Dy3+的引入,通过4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递,Tb3+发光得到敏化增强。Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而增强,Dy₂O₃含量为1 mol%时达到最大,更高Dy₂O₃含量的样品由于Dy3+的浓度猝灭,减少了向Tb3+的能量传递,发光强度减弱。当激发波长减小到350 nm时,Dy3+和Tb3+均被激发到更高的能级6P_7/2(Dy3+)和5L₉(Tb3+),此时除了4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递外,还出现了5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。Dy3+掺杂浓度较低时,Dy3+→Tb3+能量传递作用较强,Tb3+发光得到敏化增强。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+→Dy3+能量传递作用增强。当Dy₂O₃含量超过0.4 mol%时,Tb3+→Dy3+能量传递强于Dy3+→Tb3+能量传递,减少了Tb3+的辐射跃迁发光,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度开始减弱。由于Gd3+向Dy3+或Tb3+均可进行有效的能量传递,因此在以Gd3+的特征激发274 nm为激发光时,Dy3+/Tb3+共掺玻璃中出现了Dy3+和Tb3+对Gd3+传递能量的竞争。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+所获得的能量不断减少,同时伴随着Tb3+→Dy3+能量回传和Dy3+之间的无辐射交叉弛豫作用,Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度不断减弱。对Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中Tb3+的5D₄→7F₅荧光衰减曲线分析还发现,随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+的荧光寿命从2.24 ms缩短到1.15 ms,曲线从单指数形式变为双指数形式,进一步证明玻璃中存在5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。X射线激发发射光谱显示,Dy3+的引入对Tb3+激活闪烁玻璃的辐射发光具有很强的负面影响,而这种负面影响不足以通过Dy3+→Tb3+能量传递来弥补,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的辐射发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而不断减弱。由此可见,在Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃中,不宜将Dy3+作为敏化剂,用于增强Tb3+的发光。     

Dy~(3+)和Tb~(3+)掺杂镓硼锗硅酸盐玻璃发光性能

采用高温熔融法分别制备了高含量Tb~(3+)单掺和Dy~(3+)/Tb~(3+)共掺的镓硼锗硅酸盐(GBSG)发光玻璃,并分析了其光谱性能。根据Dy~(3+)和Tb~(3+)掺杂的镓硼锗硅酸盐(GBSG)玻璃的激发和发射光谱、荧光寿命衰减曲线等特性,探讨了Dy~(3+)与Tb~(3+)之间的能量传递关系。结果表明:玻璃的发光强度和荧光寿命随着Tb~(3+)、Dy~(3+)含量的增加而减少。与相同摩尔浓度的单掺玻璃相比,共掺玻璃发光强度的衰减速率先减慢而后加快。Tb~(3+)、Dy~(3+)离子之间的能量传递方式为无辐射共振能量传递和~4F_(9/2)+~7F_6→~6H_(15/2)+~5D_4交叉弛豫效应。     

白光LED用正交相Gd2(MoO4)3∶Dy3+ 荧光粉的制备与发光性能

利用水热法并经过退火煅烧制备了白光LED用正交相Gd₂(MoO₄)₃∶Dy³⁺荧光粉,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和微观形貌进行表征,利用荧光光谱对其发光性质进行了研究。 在389 nm的紫外光激发下,⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁产生的蓝光发射和⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁产生的黄光发射最强。发光光谱分析结果表明,Dy³⁺的最佳掺杂量为x=16%。此时荧光粉最为接近白光,其色坐标和色温分别为 (0.326, 0.336) 和6 389,是一种很有潜力的白光LED用荧光粉。