燃烧法合成Ln2O2 S:RE3+(Ln=Gd,La;RE=Eu,Tb) X射线荧光粉及发光性能

采用燃烧合成法,以稀土硝酸盐和二硫代乙二酰胺为反应物,通过控制两者的摩尔比例,在点燃温度为300—350℃时,制备了掺杂不同浓度稀土激活剂离子的硫氧化物X射线荧光粉。分别以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱及X射线激发的发光(XEL)光谱对样品进行了表征。XRD分析表明,当热处理温度低于500℃时,可得到单一相的硫氧化物X射线荧光粉,这就避免了高温烧结的缺点;而当烧结温度较高时,开始有硫酸氧化物出现。从SEM图像中可以看到荧光粉粉末具有疏松和多孔连续的三维的网络块状结构,但其初级粒子尺寸较小,均小于50nm,这在一定程度上,可以提高成像系统的空间分辨率。PL光谱分析表明,所制备的荧光粉样品分别呈现出Eu^3 ,Tb^3 离子的特征发射。XEL光谱结果表明,尽管它与光致发光的激发原理不一样,但同样呈现出Eu^3 ,TB^3 离子的特征发射;这些样品本身对X射线的吸收系数及掺杂浓度不一样,因此它们的光发射效率也有所差别。     

Eu3+掺杂MMoO4(M=Ca,Sr)荧光粉的表征及发光性质

本文采用简易的Pechini方法制备了Eu3+掺杂MMoO4(M=Ca,Sr)红色荧光粉.产物的结构、形貌和性质分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光发射谱(PL)和激发谱(PLE)进行表征分析.XRD表明反应得到了纯相目标掺杂产物,SEM照片显示两种体系掺杂产物形貌均匀性不同,Eu3+掺杂C...     

Ca0.8La0.2-x-yMoO4∶xTb3+,yEu3+荧光材料的水热合成及多色发光性质

采用水热法制备了Ca0.8La0.2-x-y MoO4∶xTb3+,yEu3+荧光材料,并对其结构和发光性能进行了研究。X射线衍射(XRD)分析表明,合成的样品为四方晶系的CaMoO4白钨矿结构,稀土离子La3+、Eu3+、Tb3+的引入不会改变主晶格的结构。荧光光谱表明,与CaMoO4∶Eu3+荧光粉相比,基质中掺杂La后的Ca0.8La0.15MoO4∶0.05Eu3+样品的616 nm(5D0→7F2)处的特征发射峰明显增强。在285 nm紫外光激发下,Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品在545 nm和616 nm处出现的发射峰,分别对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁和Eu3+的5D0→7F2跃迁,并且随着Eu3+掺杂量的增加,Tb3+的发射峰逐渐减弱,Eu3+的发射峰逐渐增强,表明该荧光材料中存在着由Tb3+到Eu3+能量传递。随着Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品中激活剂Eu3+掺杂量的增加,荧光粉实现了从绿色→黄绿→黄色→红色的颜色可调。     

稀土离子掺杂LaAlO3:RE3+(RE=Eu,Tb,Sm,Tm)荧光粉的发光性能

采用溶胶凝胶法合成La_1-xAlO₃：xRE³⁺（RE=Eu,Tb,Sm,Tm）荧光粉,对样品进行热重差热（TGA-DTA）、X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及荧光光谱（PL）等表征,探讨样品的合成温度及稀土离子掺杂浓度对样品发光性能的影响。研究结果表明,当煅烧温度为800~1 200℃时,所合成样品为三方晶体结构。在紫外光激发下,掺杂离子均表现出特征的f-f电子跃迁发射,在一定掺杂浓度范围内,当Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺和Tm³⁺的掺杂浓度x值分别为0.02,0.04,0.005和0.005时,样品发光强度最大,在一定波长激发下,样品分别发射出红光、绿光、橙黄光和蓝光,Eu³⁺-Tb³⁺、Eu³⁺-Sm³⁺和Eu³⁺-Tm³⁺共掺杂有可能获得白光。     

Eu3+．Dy3+,Sm3+掺杂Ca(Sr,Ba)W04的光谱性质

采用共沉淀方法制备了稀土离子Eu3+,Dy3+,Sm3掺杂的Ca(Sr,Ba) WO4发光材料,目的是研究金属阳离子改变对稀土离子发光性质的影响.X射线衍射光谱数据表明,CaWO4、SrWO4、BaWO4都是四方晶系I41/a(88)结构,随着阳离子半径增大,衍射峰向小角移动.不同温度制备的BaWO4样品X射线衍射光谱数据表明,温度较低时制备的晶体样品X射线衍射峰较宽;当制备温度升高后,晶体样品X射线衍射峰宽变窄.样品的SEM照片表明,低温制备的样品晶粒尺寸较小,约为100～300 nm;高温制备样品晶粒尺寸较大,约为2～6 μm.测试了Eu3+,Dy3+,sm3+掺杂的Ca( Sr,Ba) WO4发光材料的激发和发射光谱.计算了Eu3+掺杂的Ca(sr,Ba) WO.的J-O强度参数Ωλ(λ=2,4),Ω2值随着阳离子半径增大迅速减小,经分析它是导致Eu3+掺杂的Ca(Sr,Ba) WO4的发射强度随着阳离子半径增大迅速减弱的原因.然而Sm3+掺杂的SrWO4其他两种晶体相比,其发射强度反而增强.根据激发光谱和文献报道,我们认为可能是由于钨酸根离子与稀土离子的能量传递引起的.从Dy3+,Sm3+掺杂的Ca(Sr,Ba)WO4的发射光谱可以看到,随着阳离子半径增大发射峰蓝移,发射峰的Stark劈裂减弱.我们用位形坐标图解释了这一现象产生的原因.     

Gd2O3:Eu3+溶胶-凝胶薄膜发光特性研究

以无机稀土氧化物为原料制备了Gd2O3:Eu3 溶胶-凝胶薄膜,通过对不同Eu3 离子掺杂浓度、不同烧结温度薄膜发光强度的研究,得出Gd2O3薄膜中Eu3 离子的最佳掺杂浓度为10%、最佳热处理工艺为800℃下烧结2h;由薄膜和粉末激发谱的比较发现:薄膜中存在着比粉末更有效的能量传递,从而更有利于高能射线激发发光;首次观察到薄膜经过1000℃烧结2h后发光消失,并通过SEM和XRD的实验分析对这一现象进行了解释。     

NaLa(MoO_4)_2∶Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+)材料的合成、发光及能量传递

采用微乳液-水热法合成一系列NaLa(MoO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+单/共掺的荧光粉(NLM)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱对荧光粉的晶体结构、形貌特征和发光性质进行了测试和研究。结果表明:所制备的样品均为四方晶系单晶,Eu3+,Tb3+,Tm3+均以取代的方式进入La3+的格位;样品的形貌为四方片状结构,颗粒尺寸1~1.5μm;当Eu3+掺杂浓度为是9%时,NLM∶9%Eu3+荧光粉在616nm发射峰是最强的,此时在NLM基质中Eu3+之间的临界传递距离(Rc)约为15.20。在NLM∶9%Eu3+的发射光谱中,591nm处的发射峰为Eu3+的5 D0→7 F1的磁偶极跃迁;616nm处的发射峰为Eu3+的5 D0→7 F2的电偶极跃迁,电偶极跃迁发射强度约是磁偶极跃迁强度的10倍,表明Eu3+位于无反演对称中心格位。采用固定Eu3+(Tb3+)的浓度,改变Tb3+(Eu3+)浓度的方法,研究了Eu3+与Tb3+之间的能量传递机理。通过调节Eu3+,Tb3+和Tm3+的掺杂浓度,实现在单一基质条件下可见光区域的光色调节,在360nm激发下NLM∶x%Eu3+,y%Tb3+,z%Tm3+荧光粉的发光由蓝光(0.205,0.135)调到伪白光(0.305,0.266)。     

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4:Eu3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4基质中掺杂Eu3+,合成了红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+.通过样品的X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电镜以及光致发光光谱的测试和表征,研究了Zn2SiO4:Eu3+的内部结构和发光特性.扣描电镜结果显示样品为球状荧光粉,颗粒直径为1～3μm.在395 nm激发下,样品在613 nm处发射出很强的红光.结合荧光光谱,分析了样品的退火温度,Eu3+的浓度,电荷补偿剂Li+的浓度对样品发光强度的影响.研究发现,红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+的发光强度随退火温度的升高而增加,发光强度随Eu3+和Li+浓度的增加先增大后减小.     

水热法合成ZnS:Au,Cu超细X射线发光粉

报道了水热法合成的高强度ZnS:Au,Cu超细X射线发光粉及其光致发光(PL)和X射线激发发光(XEL)的光谱特性.200℃水热处理12 h直接合成样品的纳米晶粒约15 nm,尺寸分布窄,分散性好,具有纯立方相的类球形结构.氩气保护下1000℃焙烧1 h后的样品存在一定的团聚,但团聚后尺寸为1～2μm,为超细X射线发光粉,此时样品为纯六角相的类球形为主的结构.所有样品的PL和XEL光谱均为宽带谱,水热法直接合成样品的XEL强度最强时,样品的Cu/Zn,Au/Cu比值分别为3×10-5和2.在此比值条件下,1000℃焙烧1h样品的XEL发光最强,此时其2个峰值分别位于445和513 nm,且与未焙烧前相比强度增强了10倍左右.另外通过比较PL光谱与XEL光谱特性,讨论了PL和XEL光谱的发光机理和其不同的激发机制.     

Ti/Si比例对Tb3+掺杂TiO2-SiO2复合粉末的发光影响

用溶胶-凝胶法制备了Tb3+离子掺杂的TiO2-SiO2复合粉末并研究了Ti/Si比例对复合粉末光致发光的影响。采用X射线衍射(XRD)、Raman和光致发光谱(PL)对Tb3+离子掺杂的TiO2-SiO2复合粉末进行了一系列的表征。PL谱的结果表明Tb3+离子5D4-7F5跃迁对应的550nm绿光发射最强。随着Ti/Si比例的减小, Tb3+离子在可见光范围的发光逐渐增强, 这可能是由于Tb3+离子周围环境的非晶化加剧引起的。     

Eu3+．Dy3+,Sm3+掺杂Ca(Sr,Ba)W04的光谱性质

采用共沉淀方法制备了稀土离子Eu3+,Dy3+,Sm3掺杂的Ca(Sr,Ba) WO4发光材料,目的是研究金属阳离子改变对稀土离子发光性质的影响.X射线衍射光谱数据表明,CaWO4、SrWO4、BaWO4都是四方晶系I41/a(88)结构,随着阳离子半径增大,衍射峰向小角移动.不同温度制备的BaWO4样品X射线衍射光谱...     

水热法制备ZnS:Cu,Tm超细X射线发光粉

研究了水热法合成的ZnS: Cu,Tm超细X射线发光粉及其光致发光(PL)和X射线激发发光(X-ray excited luminescence,XEL)光谱特性.200 ℃水热处理12 h直接合成样品的纳米晶粒径约15 nm,尺寸分布窄,分散性好,具有纯立方相的类球形结构.氩气保护下900 ℃退火1 h后的样品存在一定的团聚,但团聚后尺寸为200—600 nm,为超细X射线发光粉,此时样品为纯六方相的类球形为主的结构.所有样品的PL和XEL光谱均为宽带谱.水热法直接合成样品的XEL强度最强时,样品的Cu/Zn,Tm/Cu比值分别为3×10^-4和2.在此比值条件下,900 ℃退火1 h样品的XEL发光最强,此时其两个峰值分别位于453,525 nm.发光强度增强的同时粒径很小,对提高成像系统分辨率非常有意义.通过比较PL光谱与XEL光谱特性,讨论了PL和XEL光谱的发光机理和其不同的激发机理. 关键词： ZnS:Cu Tm 水热法 X射线激发发光     

水热法合成ZnS∶Au,Cu超细X射线发光粉

报道了水热法合成的高强度ZnS∶Au,Cu超细X射线发光粉及其光致发光(PL)和X射线激发发光(XEL)的光谱特性。200℃水热处理12h直接合成样品的纳米晶粒约15nm,尺寸分布窄,分散性好,具有纯立方相的类球形结构。氩气保护下1000℃焙烧1h后的样品存在一定的团聚,但团聚后尺寸为1～2μm,为超细X射线发光粉,此时样品为纯六角相的类球形为主的结构。所有样品的PL和XEL光谱均为宽带谱,水热法直接合成样品的XEL强度最强时,样品的Cu/Zn,Au/Cu比值分别为3×10-5和2。在此比值条件下,1000℃焙烧1h样品的XEL发光最强,此时其2个峰值分别位于445和513nm,且与未焙烧前相比强度增强了10倍左右。另外通过比较PL光谱与XEL光谱特性,讨论了PL和XEL光谱的发光机理和其不同的激发机制。     

稀土离子掺杂CaY_(1-x)AlO_4:xRE~(3+)(RE=Dy,Ho,Sm,Tm)荧光材料的发光性能

采用溶胶凝胶法合成稀土离子掺杂Ca Y_(1-x)Al O_4∶xRE~(3+)(RE=Dy,Ho,Sm,Tm)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、高分辨率透射电镜(TEM)和荧光分光光度计(PL)分别对荧光粉的物相结构、形貌以及荧光性能进行表征。研究结果表明,所合成样品为四方晶系结构的纳米级材料,在紫外光激发下,掺杂离子均表现出特征的f-f电子跃迁发射,当Dy~(3+)、Ho~(3+)、Sm~(3+)和Tm~(3+)的掺杂摩尔分数分别为0.03,0.015,0.015,0.02时,样品发光强度最大,分别发射出白光、绿光、橙光和蓝光。     

LEDs用KSr_4(BO_3)_3∶Eu~(2+)荧光粉的发光性质

采用固相法合成了KSr4(BO3)3∶x Eu2+(KSB∶x Eu2+)荧光粉,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及光致发光光谱分别研究了样品的晶相、形貌及发光性质。XRD研究结果表明制备的样品为正交晶系的KSr4(BO3)3单相。当Eu2+的掺杂摩尔分数x为1.5%时,在激发光谱250~550 nm范围内观察到了两个宽带激发,可归属为Eu2+的4f7-4f65d1跃迁;在400 nm激发下,发射谱呈现出一个不对称的黄色发射带,峰值位于560 nm处,可归属于Eu2+的4f65d1-4f7跃迁。因在KSr4(BO3)3化合物中存在3个Sr格位,根据其光谱特征可推测发射谱中非对称的发射带来源于多个Eu2+发光中心。     

稀土Tb3+掺杂纳米ZnO的发光性质

ZnO是一种优良的直接宽带隙半导体发光材料(Eg=3.4 eV),具有优异的晶格、光学和电学性质,稀土离子掺杂浓度和热处理温度对ZnO∶Re3 纳米晶发光强度、峰位变化等光学性质具有重要影响.利用溶胶-凝胶法(Sol-Gel),在不同退火温度下,制备了不同浓度的ZnO∶Tb3 纳米晶.室温下,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).观察到纳米ZnO基质在520 nm附近宽的绿光可见发射和稀土Tb3 在485,544,584和620 nm附近的特征发射.通过ZnO基质可见发射强度和稀土Tb3 特征发射强度随Tb3 掺杂浓度、退火温度的变化关系,获得了5D4→7F5跃迁的绿色主发射峰最强的样品制备工艺参数,其退火温度为600℃、掺杂浓度为4 at%;给出了稀土Tb3 的激发态5D4→7F6(485 nm),5D4→7F5(544 nm)和5D4→7F4(584 nm)的发射机制;证实了稀土Tb3 与纳米ZnO基质之间存在双向能量传递.     

CeO2:Eu3+粉末的溶胶-凝胶法制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Eu3 掺杂的CeO2发光粉,样品粉末在紫外光激发下发出明亮的橙红色光.利用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)和光致发光光谱(PL)对样品的结晶过程和发光性质进行了表征.XRD分析表明在0.2at.%～10at.%的Eu3 掺杂范围内,用溶胶-凝胶法合成的样品在500℃就结晶成纯相的CeO2:Eu3 多晶粉末.由于Ce4 和Eu3 离子半径十分接近,因而Eu3 在CeO2中具有较高的固溶度.PL激发谱中出现在300～390 nm的宽带激发峰起源于基质CeO2的吸收,电子吸收能量后,发生O2--Ce4 的电荷迁移,再将能量传递给Eu3 .PL发射谱显示Eu3 含量为6at.%的样品发光强度最强,随后出现浓度猝灭.导致发光出现浓度猝灭的机制是电偶极-电四极相互作用.样品烧结温度的升高,促使晶粒长大和结晶完整性提高,从而显著提高了CeO2:Eu3 粉末的发光强度.     

Tb~(3+)和Yb~(3+)掺杂Y_2O_3发光粉体的制备和近红外量子剪裁研究

采用共沉淀法制备了Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Tb3+,Yb3+两种样品。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪分析和测试了样品的形貌、微结构和室温下的荧光光谱,得到了不同掺杂浓度、退火温度、溶液pH值下Y2O3∶Tb3+的最优工艺制备条件:Tb3+浓度1.5%、退火温度1 400℃、溶液偏碱性环境下,样品在300nm光激发下于543nm处有最大绿光发射。详细分析了Tb3+能级结构和跃迁属性与实验光谱的对应关系,阐述了工艺条件的影响机理和主要影响样品发光的荧光猝灭效应。制备的Y2O3∶Tb3+,Yb3+粉体,敏化离子Tb3+与激活离子Yb3+间存在能量传递过程,使样品在近红外区有可观的发光,从能级角度对两离子间的合作下转换发光过程进行了描述,同样分析了该体系下的荧光猝灭过程。实验证明近红外量子剪裁可有效提高掺杂离子的发光效率,在硅太阳能电池等领域有广阔的应用前景。     

CeO_2∶Eu~(3 )粉末的溶胶-凝胶法制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Eu3 掺杂的CeO2发光粉,样品粉末在紫外光激发下发出明亮的橙红色光。利用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)和光致发光光谱(PL)对样品的结晶过程和发光性质进行了表征。XRD分析表明在0.2at.%～10at.%的Eu3 掺杂范围内,用溶胶-凝胶法合成的样品在500℃就结晶成纯相的CeO2∶Eu3 多晶粉末。由于Ce4 和Eu3 离子半径十分接近,因而Eu3 在CeO2中具有较高的固溶度。PL激发谱中出现在300～390nm的宽带激发峰起源于基质CeO2的吸收,电子吸收能量后,发生O2-—Ce4 的电荷迁移,再将能量传递给Eu3 。PL发射谱显示Eu3 含量为6at.%的样品发光强度最强,随后出现浓度猝灭。导致发光出现浓度猝灭的机制是电偶极-电四极相互作用。样品烧结温度的升高,促使晶粒长大和结晶完整性提高,从而显著提高了CeO2∶Eu3 粉末的发光强度。     

Ca_(1-x)Al_2Si_2O_8∶Eu_x表面结构与荧光强度相互关系的研究

采用固相法分别在1 150,1 250,1 350,1 450℃下制备了Ca_(1-x)Al_2Si_2O_8∶Eu_x(x=0,0.01,0.05,0.15)系列微晶材料。通过X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、光致发光光谱仪(PL)和X射线荧光光谱仪(XRF)研究了CaAl_2Si_2O_8表面结构与荧光强度之间的相互关系。XRD和Raman结果表明:在制备CaAl_2Si_2O_8材料的过程中,随着温度不断升高,原材料逐渐结晶形成结构较为完整的CaAl_2Si_2O_8相;并且从拉曼光谱可以清晰看出,当Eu掺杂量相同时,随着烧结温度的升高,Si—O非晶相逐渐减少,硅氧四面体逐步形成,其振动峰位置逐渐向低波数移动,但当温度过高时硅氧四面体破坏形成宽化的的非晶峰;Eu的掺杂阻碍了Al取代Si位置的过程,因此在1 620波数处振动峰先增强后减弱。这种材料表面结构的变化与Eu的掺杂密切相关,影响着材料表面Eu原子数量分布。PL和XRF结果表明:相同Eu掺杂量时,温度越高越有利于Eu原子扩散到样品表面,从而使样品的荧光强度更强。因此样品的荧光强度和样品单位表面积Eu原子数量存在正比关系。