12CaO·7Al_2O_3∶Ce~(3+)透明陶瓷的制备及其闪烁特性研究

采用高温固相法制备了不同Ce3+掺杂浓度的12Ca O·7Al2O3(C12A7∶x%Ce3+)陶瓷样品。在350 nm紫外光激发下,样品的发射光谱呈现为主峰位于440 nm的宽带,来源于Ce3+的5d1→2F5/2和2F7/2的辐射跃迁。随着Ce3+掺杂浓度的增加,发射强度增大;当Ce3+摩尔分数超过0.7%时,有杂质相出现。为了进一步提高光致发光强度,采用自蔓延燃烧法合成了C12A7∶0.5%Ce3+陶瓷样品。在H2气氛下热处理,通过改变笼中阴离子基团的种类和数目提高了陶瓷闪烁特性(发光强度和衰减时间)。结果表明,C12A7∶Ce3+陶瓷是可应用于闪烁体的潜在材料。     

透明β-NaYF_4∶Yb,Tm/PMMA纳米复合材料的制备及其光学性能

采用高温溶剂热法制备了一系列不同Yb3+掺杂浓度的上转换发光纳米粒子β-NaYF4∶Yb,Tm和核壳结构的β-NaYF4∶Yb,Tm@β-NaYF4∶Yb纳米粒子。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、光致发光(PL)谱对材料的物相结构、形貌特征和发光性质进行了表征和研究,并特别研究了温度对材料发光性能的影响。结果表明:保持Tm3+浓度不变,随着Yb3+掺杂浓度的增加,β-NaYF4∶Yb,Tm的发光强度先增大后减小。当Yb3+掺杂摩尔分数为30%时,474 nm和645 nm处的发光强度达到最大值;当Yb3+掺杂摩尔分数为50%时,450 nm和692 nm处的发光强度达到最大值。在β-NaYF4∶Yb(30%),Tm上包裹一层β-NaYF4∶Yb壳层后,其发光显著增强,随壳层Yb3+摩尔分数的增加,发光强度也是先增大后减小。当壳层Yb3+摩尔分数为10%时,核壳结构纳米粒子的发光强度达到最大值;当壳层Yb3+摩尔分数达到40%时,核壳结构纳米粒子的发光强度已经低于未包裹时。将样品进行热处理后,荧光增强。样品的发光强度随环境温度的升高,红光变弱,蓝光增强。采用原位聚合法将β-NaYF4∶Yb,Tm纳米粒子与PMMA制成复合材料后,仍能保持较好的透明度和发光强度。     

Ce3+/Eu2+共掺Ca3Si2O4N2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。     

白光LED用YAG∶Ce3+荧光粉的温度猝灭性质

荧光粉的温度猝灭性质是影响白光LED的光效、光色参数和可靠性的关键因素之一。研究了不同激活剂浓度,不同元素掺杂的Y3-xCexAl5O12(YAG∶Ce3 )荧光粉在460nm光激发下的变温亮度和发射光谱。结果表明温度显著影响YAG∶Ce3 荧光粉的发光性能,随着温度的升高,发光强度下降,同时发射光谱红移。Ce含量为0.07(原子数分数)的YAG∶Ce3 荧光粉,150℃下亮度值约为室温时的89%,200℃时的发射光谱相对室温的红移了约10nm。Ce含量的改变对YAG∶Ce3 荧光粉的热猝灭性质影响较小。Lu的掺杂使YAG∶Ce3 荧光粉的发射波长蓝移,同时会显著改善荧光粉的热猝灭性能。Gd的掺杂使荧光粉的发射波长红移,同时也会导致热猝灭性能的劣化。     

Ce3+∶BaF2多晶透明陶瓷的热压烧结法制备

采用沉淀法制备了Ce³⁺∶BaF₂纳米粉体,研究了反应顺序和F^－浓度对沉淀法制备Ce³⁺∶BaF₂粉体的影响,采用XRD、SEM、TEM、ICP等手段对粉体进行了分析。结果表明:采用阴离子滴入阳离子的反应顺序,在较高F^－浓度下制备的粉体保持了单一物相,粉体中稀土离子含量接近于初始掺入量。采用热压法于900 ℃温度同时在模具上施加30 MPa压力的条件下制备了Ce³⁺∶BaF₂多晶透明陶瓷,陶瓷断面SEM结果显示,晶粒内存在闭气孔,陶瓷表面腐蚀后晶界完整清晰。X射线发光谱测试结果显示,Ce³⁺的掺杂摩尔分数为0.1%时,陶瓷样品的发光强度最大,此时Ce³⁺的掺杂量小于单晶中发光最强时的掺杂量。     

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。     

SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)红色荧光粉的制备与发光特性

使用高温固相法于还原气氛中合成了SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉并研究了其晶体结构和发光性质。样品均可以被蓝光或紫外光有效激发发射红光。XRD和SEM图谱显示合成了单相SrLiAl3N4。粉体的激发光谱在200~600nm波长范围内呈现出双峰宽带激发带,在267nm、474nm处分别有一个激发峰。发射光谱仅有一个宽带发射峰,峰值在654nm处,属于Eu~(2+)离子的5d→4f特征跃迁。荧光粉发光强度与Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数之间的关系表明:随着Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数的增加,粉体发光强度先上升后下降,最佳掺杂摩尔分数为0.4%,继续增大Eu~(2+)离子的掺杂量会发生浓度猝灭现象。所准备的SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉具有较好的热稳定性和较高的量子效率。     

SrZn(WO_4)_2∶Tb~(3+),Ce~(3+)绿色荧光粉的制备及发光性能研究

通过化学共沉淀法制备了适合近紫外激发的SrZn1-x(WO4)2∶xTb3+∶yCe3+系列绿色荧光粉。利用X射线衍射(XRD)分析了不同掺杂比例对样品物相的影响。采用荧光光谱(PL)对样品的激发光谱和发射光谱进行了表征。分别讨论了稀土Tb3+单掺及Ce3+和Tb3+共掺对样品发光性能的影响。XRD分析表明:样品的主衍射峰与标准卡片(JCPDS 08-0490和JCPDS 15-0774)的衍射峰基本一致,说明单掺和共掺稀土离子均未改变基质晶格结构。在样品的激发光谱中,223nm为主激发峰,属于Tb3+的7F—7 D自旋允许跃迁。在223nm的紫外光激发下,样品发射光谱主发射峰位置在543nm,归属于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁。当Ce3+和Tb3+共掺时,峰型和位置变化不大,Ce3+和Tb3+掺杂摩尔分数比为0.02∶0.06时,发光强度得到很大提高,说明Ce3+和Tb3+之间存在着能量传递。     

Li~+、Na~+和Eu~(3+)共掺Lu_2O_3的制备及发光特性研究

用高温固相法合成了不同掺杂浓度的Li~+、Na~+和Eu~(3+)共掺Lu2O3闪烁体发光材料,使用XRD进行结构表征,用扫描电镜观察了样品形貌,测量了激发光谱、发射光谱,分析了Li+、Na+和Eu3+的掺杂浓度以及温度对合成样品发光强度的影响。结果显示,Li~+、Na~+掺杂摩尔分数分别为2.5%和1%,在800℃空气中煅烧2 h制备的Lu2O3∶5%Eu~ (3+)样品的发光最强。在同样条件下,比单掺2.5%Na+的样品发光强度提高1.89倍,比单掺2.5%Li+的样品发光强度提高3.97倍,比不掺Li+和Na+的样品发光强度提高6.43倍。     

Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100℃)和退火温度(440℃,480℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。     

Lu2SiO5∶Ce荧光粉的热释光特性研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)技术,分别在空气中和石墨提供的弱还原气氛下制备出Lu2SiO5∶Ce0.006荧光粉。通过分析样品的结构,光致激发、发射谱和热释光谱等特性,发现弱还原气氛下制备的样品不仅光致发光强度比空气中的强,而且热释光曲线中598K处的高温热释光峰也得到了抑制。进一步考察空气中制备的Lu2SiO5∶Ce0.006,Kx(x=0.01～0.08)荧光粉,结果表明就光致发光和热释光特性而言,K+共掺杂具有与还原气氛类似的作用。综合以上两方面分析结果,可认为598K处热释光峰是由与Ce4+相关的缺陷引起的,并对K+共掺杂LSO∶Ce发光增强的原因给出了合理解释。     

染料敏化太阳能电池Sm~(3+)掺杂TiO_2下转换光阳极的制备及性能

用溶胶-水热法制备了Sm3+掺杂的Ti O2粉体(Ti O2∶Sm3+),将其按不同质量分数掺杂到P25基体中,制备了具有下转换功能的光阳极,并将其用于染料敏化太阳能电池中,提高了电池的光电性能。荧光光谱显示,Ti O2∶Sm3+粉体可以将紫外光转换为570~700 nm的可见光。当下转换光阳极中Ti O2∶Sm3+粉体的掺杂质量分数为80%时,短路电流密度达到13.12 m A/cm2,与纯P25光阳极相比,提高了26.5%,转换效率也提高了23.5%。     

稀土离子(Eu3+,Tb3+,Ce3+)掺杂ZnAl2O4/SiO2微晶玻璃的制备与发光性能

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2 O3-90SiO2 (ZAS)以及ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)透明微晶玻璃.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响.XRD结果表明,ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2 O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2 O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构.TEM结果表明,900℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出.PL光谱显示,Eu3+存在5 D0→7F2跃迁,ZAS∶Eu3+在611 nm处发出强烈的红色光;由于Tb3+的5D4→7E跃迁,ZAS∶ Tb3+在541 nm处发出明亮的绿色光;ZAS∶ Ce3+在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3的5d→4f轨道跃迁.ZAS∶RE3+(RE =Eu,Tb,Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20％、20％和3％.CIE色度图表明,ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域.实验结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料.     

LaF3∶Ce3+纳米晶的制备及荧光性质

采用水热法制备了掺杂Ce3+的LaF3的纳米粒子,分别用X射线粉末衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对样品的结构和性质进行了表征.XRD的结果表明:LaF3∶Ce3+纳米晶标准卡为JCPDS 73-2192,且颗粒平均尺寸为18.7nm,掺入Ce3+杂质后晶格结构没有变化.荧光光谱结果表明:Ce3+呈现其宽带发射,激发峰在245nm处,发射峰在444nm处,随着Ce3+的摩尔浓度比的增加,样品的荧光强度先增大后减小,且Ce3+的掺杂量为4％(摩尔比)时,纳米粒子的荧光强度最强,但更高的掺杂浓度将导致荧光猝灭.     

微乳液法合成的Eu3+掺杂La2（MoO4）3材料及其发光性能

在微乳体系(十六烷基三甲基溴化氨/水/戊烷/戊醇)协助下,采用钼酸钠和硝酸镧通过微乳反应制备了具有不同微结构的La2(MoO4)3。在表面活性剂CTAB浓度由0.2 mol/L增加到0.4 mol/L的过程中,La2-( MoO4)3的结构由蚕蛹状逐渐转变成近球形。经800℃煅烧处理4 h后的La2( MoO4)3∶Eu3+材料通过396 nm紫外光激发,发射出由5 D0→7 F2的受迫电偶极跃迁产生的波长为617 nm红光,且当Eu3+掺杂摩尔分数达到20%时,发光强度达到最大。     

Cu~(2+)离子共掺杂的β-NaYF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)晶体的制备与上转换发光性能的提高

采用水热法制备Cu~(2+)离子共掺杂的β-NaYF_4∶20%Yb~(3+),2%Er~(3+)上转换晶体。通过X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)数据分析,Cu~(2+)离子的掺杂不影响样品的晶相与形貌。通过荧光光谱观察到,随着Cu~(2+)离子的掺杂摩尔分数从0增加到40%,紫外到可见的上转换发光强度先增大再减小。在掺杂5%Cu~(2+)离子时,β-NaYF_4∶20%Yb~(3+),2%Er~(3+)晶体呈现出最大的上转换发光强度。这是因为低价态的Cu~(2+)离子掺杂导致F-空位的产生,降低了Er~(3+)离子周围晶体场的对称性,从而有利于上转换发光的增强。     

Ce~(3+)注入对超晶格中硅纳米晶光致发光强度的影响

研究了铈离子注入和二次退火等因素对硅纳米晶(nc-Si)发光强度的影响.利用电子柬蒸发以及高温退火得到nc-Si/SiO2超晶格结构.随后将该结构样晶分别注入2.0×1014cm2和2.0×1015cm-2剂量的铈离子(Ce3+),再分别以不同温度对其进行二次退火,获得多种样品.通过对样品光敏发光光谱的分析发现,Ce3+注入后未经过二次退火的样品发光强度急剧下降.二次退火后的样品,随着退火温度的升高,样品的光致发光灶度逐渐增强,但当温度超过600℃时,发光强度反而下降,600℃为二次退火的最佳退火温度.注入适当剂量的Ce3+,其发光强度可以超过未注入时的发光强度,Ce3+的注入存在饱和剂量.研究表明,样品发光强度的变化受到铈离子注入剂量和注入后二次退火温度等因素的影响,并且存在着Ce3+到nc-Si的能量传递.     

Yb3+:KGd(WO4)2材料的频率上转换发光

采用固相合成法 ,在 10 0 0℃烧结合成了一系列掺有Yb3 摩尔分数分别为x =0 0 3,0 0 8,0 10 ,0 12 ,0 15 ,0 18,0 2 0 ,0 2 5 ,0 2 8的KYbxGd( 1 -x) (WO4 ) 2 粉末样品。采用 980nm波长的LD泵浦源和RF 5 4 0荧光光谱仪 ,对这一系列掺有不同Yb3 摩尔分数的KYbxGd( 1 -x) (WO4 ) 2 粉末样品进行了荧光光谱的测定研究。结果表明 ,在 10 2 0nm处得到一个较弱的荧光峰 ,而在 4 76nm处得到很强的蓝色发光谱带。同时测定了蓝色发光强度与样品掺杂Yb3 摩尔分数的关系 ,随着Yb3 掺杂摩尔分数的增加 ,蓝色发光强度也随着迅速地增强 ,当Yb摩尔分数为 2 5 %时 ,荧光强度达到最大 ,然后 ,随着Yb掺杂摩尔分数的增加 ,蓝色发光强度也随着迅速地衰弱。当Yb掺杂摩尔分数为 8%～ 10 % ,10 2 0nm处的荧光强度达到最大。     

pr3+ 激活的CaMoO4红色荧光粉的发光性质

采用高温固相法制备了稀土pr3+激活的Ca1-xPrxMoO4(0.005≤x≤0.02)系列红色荧光粉.荧光光谱表明:在453 nm激发下,样品产生了红光发射,其中对应于pr3+的特征跃迁3 P0→3F2位于654 nm的红色发射峰最强.分析了pr3的掺杂摩尔分数x对样品发光强度的影响,确定pr3+的最佳掺杂摩尔分数...     

稀土离子(Eu~(3+),Tb~(3+),Ce~(3+))掺杂ZnAl_2O_4/SiO_2微晶玻璃的制备与发光性能（英文）

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2O3-90SiO2(ZAS)以及ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)透明微晶玻璃。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响。XRD结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构。TEM结果表明,900℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出。PL光谱显示,Eu3+存在5D0→7F2跃迁,ZAS∶Eu3+在611 nm处发出强烈的红色光;由于Tb3+的5D4→7F5跃迁,ZAS∶Tb3+在541 nm处发出明亮的绿色光;ZAS∶Ce3+在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3+的5d→4f轨道跃迁。ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20%、20%和3%。CIE色度图表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域。实验结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料。