二价铕离子掺杂碱土金属硫代铝酸盐电子振动耦合参量与发光特性

为了获得高效的蓝色和绿色的电致发光材料,对Eu2+掺杂的碱土金属硫代铝酸盐电子振动耦合参量与发光特性的关系进行了深入研究。首先简述了用于MⅡAl2S4∶Eu材料发光性能评估的位形坐标模型并引入各评估参量;其次结合材料的晶体结构对MⅡAl2S4∶Eu材料的光致发光和电致发光性能进行了比较和分析;最后,通过材料的PL光谱曲线计算出材料的特征能量和两个比值因子参量的值,从而得到对MⅡAl2S4∶Eu发光材料的量化比较。根据评估结果和其CIE1931色坐标的比较,可以认为BaAl2S4∶Eu和CaAl2S4∶Eu较适合于作为蓝色和绿色发光材料。由于可以使发射峰发生移动,镁、锶的硫代铝酸盐可以作为复合硫代铝酸盐发光材料使用。     

Eu2+的掺杂浓度对BaAl2Si2O8:Eu2+荧光粉发光特性的影响

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺合成了BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉.用X射线衍射仪和荧光分光光度计等对BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉的相结构、发光性能进行了测试.结果表明:化学共沉淀法一次煅烧工艺合成的BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉为单相;其激发光谱分布在240-410 nm的波长范围,峰值位于320 nm处,可以被InGaN管芯产生的350-410 nm辐射有效激发;在365 nm近紫外光的激发下,测得其发射光谱是位于465 nm附近的宽带峰.BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉的发光强度随Eu2+浓度的增大逐渐加强,当Eu2+掺杂的摩尔分数为3.5%时,发光强度达到最大值,而后随掺杂浓度的增加而减小,发生浓度猝灭;根据Dexter能量共振理论,该浓度猝灭是由于Eu2+的离子间交换相互作用引起的.     

射频溅射的稀土硫氧化物发光薄膜

在Ar—H_2S混合气氛中,用射频溅射方法制备了镧和轧的硫氧化物(RE_2O_2S)发光薄膜。加入少量的Eu,Tb,或Tm分别产生红光、绿光、或蓝光。观察到La_2O_2S:Tb薄膜的发光亮度达40000fL。发现溅射薄膜的成分与溅射室中的H_2S压力有很大的关系。测定并讨论了薄膜成分与压力的关系。为了达到最高亮度,薄膜放在H_2—SO_2气氛中,在1000℃下进行处理,处理以后作X射线衍射观察并且观察到发光谱线宽度减小了。薄膜内晶体的生长,以及由于处理过程中氧和硫的化学比改善的结果,这被认为是使发光效率提高的主要原因。已测到这种薄膜的最大发光效率大约是相对应的粉末屏的1/10。对减少光辐射的内俘获,以增进薄膜亮度的尝试作了讨论。     

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。     

LED用荧光粉Sr（S1-xSex）：Eu^2＋的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉.XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(Sl-xSex):0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律.漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400～500 nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配.发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617 nm逐渐蓝移到571 nm.不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合.将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460 nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数.Sr(S1-xSex):Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉.     

LED用绿色荧光粉BaAl2-xSixO4-xNx∶Eu的合成及发光性能研究

采用高温固相法,在1 300~1 400℃的还原气氛条件下,合成了BaAl2-xSixO4-xNx∶Eu2+绿色荧光材料。该荧光材料是在BaAl2O4∶Eu荧光粉的基础上,通过(SiN)+替代(AlO)+来获得的。随着N元素的引入,BaAl2O4∶Eu荧光粉的激发和发射光谱均发生红移。此时,BaAl2-xSixO4-xNx∶Eu2+荧光材料可以被390~440nm范围内的近紫外-蓝光有效激发,发射出500~526 nm的绿光。因此,BaAl2-xSixO4-xNx∶Eu2+荧光粉是一种可用于白光LED的绿色荧光材料。     

LED用荧光粉Sr(S_(1-x)Se_x)∶Eu~(2 )的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉。XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(S1-xSex)∶0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律。漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400~500nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配。发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617nm逐渐蓝移到571nm。不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合。将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数。Sr(S1-xSex)∶Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉。     

SiO2包覆的β-NaYF4∶Eu3+及透明发光薄膜的制备和性能研究

通过溶胶-凝胶方法对β-NaYF4∶Eu3+进行了表面SiO2包裹处理,并将其分散于溶胶中提拉成膜,制备成发光薄膜。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、UVPC、PL等测试手段进行了分析表征。结果表明:NaYF4表面被成功包裹上了一层SiO2,形成了核壳结构,并除去了表面油酸等有机物。表面包裹对NaYF4的晶型结构没有产生影响,但荧光性能略有下降,形貌趋向于圆形,这是由于表面SiO2颗粒在形成网络结构的张力和溶剂溶解所致。采用提拉浸渍镀膜后,发光粒子比较好地分散在薄膜上,并且具有比较理想的透过率,呈现出一定的减反射效果。由于SiO2包裹和热处理,O2-空位缺陷增强了Eu3+在420～500 nm波段的发光,这对整个发光性能是有利的。而因为能量转移,产生无辐射跃迁,613 nm处发光产生猝灭。通过实验,优化确定了制备发光薄膜的最佳工艺。     

硼酸掺量对SrAl2O4长余辉发光材料的发光性能影响

用燃烧法制备了Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料,研究了不同硼酸掺量对Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料发光性能的影响。为了分析B2O3在材料制备中的作用,用XRD对所合成材料进行物相分析,用荧光光谱仪记录其发射光谱,并在暗室里拍摄紫外激发下的发光照片。结果表明:硼酸掺量为0.8的样品的发光光谱,其发射峰峰值位于518 nm,是典型的Eu2 的4f5d→4f的特征发射,为一宽谱带发光光谱。硼酸掺量为2的样品的发光光谱,其在518 nm位置的峰十分弱,而在487 nm处同时出现了一个弱峰,整个谱线呈一斜坡状。随着硼酸加入量的不同,Eu2 ,Dy3 共掺杂铝酸锶的发光效果、形貌特征均不同。在某一范围内,随着硼酸添加量的增加,合成了发光主晶相,烧结温度有所降低,材料的发光性能和发光亮度均有所提高。     

Gd_2O_3:Eu透明厚膜的制备及其发光特性

以无机稀土氧化物为原料、2-甲氧基乙醇为溶剂、PVP为胶粘剂、PEG200为有机分散剂,采用溶胶-凝胶工艺成功制备出Gd2O3∶Eu3+透明闪烁薄膜。通过2次涂复,薄膜厚度达到了1.5μm,膜层均匀、无散射颗粒、无裂纹,可见光区的透射率约为80%。研究表明PVP在厚膜烧结过程中可以松弛膜的结构、减小应力的出现,避免厚膜开裂,同时还可以提高溶胶的粘度,在厚膜制备中起到了关键作用。此外,我们还研究了Gd2O3∶Eu3+闪烁薄膜的激发、发射和发光衰减时间谱,结果表明,该薄膜发光性能优良,可初步满足X射线成像用闪烁薄膜的要求。     

纳米棒状长余辉材料BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能

利用硝酸铝、硝酸钡、尿素为原料,以一定比例H_2O/正丁醇及H_2O/正丁醇/SBS的混合液作传递压力的介质,进行反应,然后将得到的前驱体在还原气氛下高温煅烧,得到亮度高,余辉时间长的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)纳米棒状长余辉发光材料。TEM和SEM测试表明高温煅烧后得到的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)为棒状结构,其激发光谱和发射光谱均为宽带,主发射峰分别为498 nm,是典型的Eu~(2+)5d→4f跃迁。该方法的特点在于:采用水热法合成的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料一般需经过高温煅烧,容易结块,而在合成制得的产品经1 300℃高温煅烧后仍呈现分散性良好的棒状结构,不需球磨,且发光性能良好,可直接应用。同时将2种不同的实验条件进行比较,发现在不使用表面活性剂的条件下依然可得到分散性良好的棒状BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料。该制备方法有望在其他铝酸盐和硅酸盐系长余辉发光材料的制备中得到应用。     

On the response of semitransparent nanoparticulated films of LuPO<Subscript>4</Subscript>:Eu in poly-energetic X-ray imaging applications

In the present work, we demonstrate the fabrication technique of highly translucent layers of nanoparticulated (~50 nm) LuPO₄:Eu phosphor, present their basic luminescent properties and give results of their performance in a planar imaging system coupled to a CMOS photodetector. For comparison, the imaging performance of an opaque Gd₂O₂S:Eu phosphor screen prepared by sedimentation is also shown. The X-ray detection parameters as well as the luminescence efficiency of the investigated films were discussed. Results show that the in-line transmittance at ~600–700 nm, in the range of the phosphor luminescence, varies with respect to the thickness of the films from 40 to 50 % for a film of 67 μm thick to 4–12 % when the thickness increases to 460 μm. Yet, X-ray detection parameters get enhanced as the thickness of the films increases. Those results affect the luminescence efficiency curves of the films under poly-energetic X-ray radiation of various tube energies. The normalized noise power spectrum values were found similar for LuPO₄:Eu films and a phosphor screen made using commercial Gd₂O₂S:Eu powder. The detective quantum efficiency of our films is clearly lower compared to the Gd₂O₂S:Eu screen from 2 to 10 cycles mm^?1 frequency range while the modulation transfer function is lower from 0 to 5.5 cycles mm^?1 frequency range. The acquired data allow to predict that high-temperature sintering of our films under pressure may help to improve their imaging quality, since such a processing should increase the luminescence efficiency without significant growth of the grains and thus without sacrificing their translucent character.     

白光LED用单基质荧光粉BaSrMg( PO4)2∶Eu2+的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法在1 200℃下制备了 Eu2+激活的BaSrMg( PO4)2高亮度白光荧光粉,并对其晶体结构和发光性能进行了研究.荧光光谱研究表明该荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,其中心分别位于424和585 nm处,归结为Eu2+分别占据了基质中Sr2+,Ba2+格位而导致的4f 65d1→4f7电子跃迁.两个...     

纳米CaO ∶ Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米CaO : Eu³⁺发光粉体。并对不同掺杂浓度和不同煅烧温度下所制备的CaO : Eu³⁺粉体进行室温发光性质的研究。在室温下观测到CaO : Eu³⁺样品具有较强的Eu³⁺离子特征发射。通过对不同煅烧温度下样品发射谱的对比,发现样品在591 nm和610 nm处的发射峰积分强度比随着煅烧温度的升高而降低,说明在不同的煅烧温度下,Eu³⁺占据了两种不同的格位。对样品强发射峰进行监测,可观测到样品中的O^2-和Eu³⁺离子之间形成的电荷迁移态。通过对比不同掺杂浓度下Eu³⁺离子发射光谱,发现将Eu³⁺掺杂到CaO基质中的适宜浓度为4%。     

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.     

激发波长和Eu2+的掺杂量对Sr4Al14O25 ∶ Eu2+ , Dy3+发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在低温、还原气氛下制备了长余辉发光材料Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺,Dy³⁺。用X射线粉末晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1 200 ℃已经得到纯相的Sr₄Al₁₄O₂₅ 产物。研究了铕和锶的比值、激发光波长对所制备的Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺, Dy³⁺发光性能的影响并对其影响机理进行了探讨。样品的发光性能测试结果表明:采用溶胶-凝胶法制备长余辉发光材料Sr₄Al₁₄O₂₅ ∶ Eu²⁺, Dy³⁺,其灼烧温度比高温固相法灼烧温度低;激发光谱向长波方向延伸时,在488 nm处发射峰增强,在410 nm处发射峰减弱;在一定范围内发光强度随着Eu²⁺量的增加而增强,Eu²⁺的最佳掺杂量为0.007, Eu²⁺的掺杂量超过0.007时会发生浓度猝灭。     

Preparation and optical spectroscopy of phosphate glasses containing divalent europium ions

P2O5.BaO.Na2O.K2O glasses doped with various content of Eu2O3 were prepared using high temperature melting method, and the Eu2+ ions in the phosphate glasses were obtained with the aid of the reductive action of silicon powder. The fabricating conditions, fluorescence, excitation spectra of the glasses were then studied. The glasses containing europium show a broad emission band at 450 nm and sharp bands from 580 to 650 nm, and the co-existence of Eu2+ and Eu3+ is identified. Also, a good glass with a dominant proportion and large quantity of Eu2+ ions can be obtained by the reductive action of silicon powder and proper processing.     

复合胶体喷雾自组装Sr_2Al_2SiO_7∶Eu~(2 )荧光体及其发光特性

采用AlOOH/Sr(NO3)2/SiO2/Eu复合胶体喷雾工艺制备了D50=3.83μm球形Sr2Al2SiO7∶Eu2 梯次结构荧光粉。复合胶体喷雾过程形成雾滴,雾滴中纳米粒子组分在表面张力及毛细管力作用下自组装形成梯次结构干凝胶粉。干凝胶粉经1300℃灼烧得到梯次结构Sr2Al2SiO7∶Eu2 荧光粉。X射线衍射(XRD)分析及晶格常量计算结果表明,Eu2 离子部分取代Sr2 格位进入Sr2Al2SiO7晶格。Sr2Al2SiO7∶Eu2 荧光体激发谱由峰值位于326 nm附近的宽带构成,属于Eu2 的4f→5d跃迁吸收带;发射光谱峰值波长位于约500 nm处,属于Eu2 离子4f65d到4f7跃迁导致的宽带发射。     

纳米晶Y2O3:Eu3+红色荧光体的发光性质研究

研究了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光性质。结果表明 :该荧光体最大激发峰位于 2 5 2 6nm ,最大发射峰位于 6 13 4nm ,随着团聚尺寸的增加、煅烧温度的提高和助熔剂的加入 ,Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光强度增大 ;包膜工艺消除了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的表面缺陷和悬挂键 ,改善了其发光特性。