闪烁体材料MBPO5:Ce(M=Ca,Sr,Ba)的制备及光谱性质

报道了Ce^3 掺杂的碱土金属硼磷酸盐的制备、结构和光谱性质。在助熔剂的作用下,用高温固相反应法制备了MBPO5(M=Ca,Sr,Ba)样品,并在还原气氛下成功地实现了Ce^3 的掺杂。用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外吸收谱(FT-IR spectra)表征了样品的结构。X射线衍射结果表明,产物为六方相的菱硼硅铈矿(Stillwellite)结构。FT-IR spectra给出了BO4、PO4等基团的信息。测量并分析了材料在室温下的真空紫外一紫外(VUV-UV)激发光谱及相应的发射光谱。在紫外光的激发下,观察到Ce^3 的5d→FJ(J=7／2,5／2)的发射,分析了基质晶格对Ce^3 的激发和发射谱的影响,并测量了BaBPO5基质中Ce^3 的发光寿命。     

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。     

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。     

Ti4+掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的光谱特性

制备了Ti4+掺杂硼硅酸盐玻璃,根据玻璃样品的差热分析(DTA)进行微晶化处理,测试了Ti4+掺杂硼硅酸盐微晶玻璃的X射线衍射(XRD)谱、透射电镜(TEM)图像、吸收光谱和发射光谱.根据Scherrer公式计算了BaYF5微晶的平均晶粒尺寸并与TEM图像进行比对.在紫外光激发下,观察到Ti4+掺杂BaYF5硼硅酸盐微...     

Eu和Dy包覆纳米ZnO的发光特性的研究

通过共沉淀法制备了Eu和Dy包覆的纳米ZnO材料.X射线衍射被用来测量样品的结构和粒径.光致发光测量显示325 nm的紫外光能很好激发Eu3+的612 nnm的红光发射和Dy3+的484和575 nm发射,显示氧化锌基质与Eu3+和Dy3+之间实现了能量传递,并对能量传递的机制进行了讨论.在Eu和Dy共同包覆的样品中,通过能量传递可能在紫外激发下实现白光发射.     

Y3Al5O12:Ce3+的余辉和热释光特性

高温固相法合成了Ce3+掺杂的Y3Al5O12(YAG)样品,研究了样品的结构、光致发光和热释发光性质.X射线衍射分析结果表明合成样品为YAG纯相,稀土离子的少量掺杂不改变基质YAG的结构.荧光光谱测试表明在高温空气气氛下Y2.95Al5O12:Ce4+0.05制备过程中存在Ce4+的自还原现象,一部分Ce4+被自还原为Ce3+,导致531nm黄光宽带发射.弱还原气氛下制备的Y2.95Al5O12:Ce3+0.05在紫外光照射后具有黄色长余辉,余辉时间长达35 min.热释光测试表明在Ce3+掺杂的YAG样品中存在热释发光,在弱还原气氛下制备的样品Y2.95Al5O12:Ce3+0.05的热释光随温度变化曲线上有112℃和256℃两个明显的热释光峰;而在空气气氛下制备的样品Y2.95Al5O12:Ce4+0.05的热释光随温度变化曲线上只有128℃一个明显的热释光峰.通过对比研究,热释发光主要来源于YAG基质中缺陷能级所陷俘的Ce3+.     

Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的溶胶-凝胶法合成和闪烁性能

采用溶胶-凝胶法制备了Lu2Si2O7∶Ce纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪、X射线激发发射谱仪对制备的Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的晶相结构、微观形貌和光学性能进行了表征。结果表明,溶胶-凝胶法制备的Lu2Si2O7∶Ce前驱体在煅烧温度为1000℃时开始晶化,晶粒尺寸随着煅烧温度的升高而变大,1200℃煅烧2 h后的晶体颗粒均匀,分散性最优,平均晶粒尺寸约为28.9 nm,呈近球形;Lu2Si2O7∶Ce纳米晶的紫外吸收谱存在峰位分别为304 nm和350 nm两个吸收峰,源自于Ce^3+离子的4f→5d跃迁;光致发射谱和X射线激发发射谱都表现为典型的非对称双峰结构,归属于Ce^3+离子的5d^1→2F5/2和5d^1→2F7/2跃迁,Ce^3+离子的最佳掺杂浓度约为1%;荧光衰减时间约为37.2 ns,可满足高时间分辨X射线探测需要。     

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.     

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...     

Eu3+掺杂Gd2W2O9和Gd2（WO4）3纳米荧光粉发光性质研究

采用共沉淀法制备了不同Eu3+掺杂浓度的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料.通过对纳米材料样品的X射线衍射谱(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)照片的观察和分析,对样品的结构和形貌进行了表征.测量了各样品的发射光谱、激发光谱,计算了各样品的部分J-O参数和Eu3+5D0能级量子效率,绘制了不同基质中Eu3+发光的浓度猝灭曲线,对Eu3+掺杂的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料的光致发光性质进行了研究.实验结果证明,与较常见的Gd2(WO4)3:Eu一样,Gd2W2O9:Eu中Eu3+5D0→7F2跃迁的红色发光也能被395nm和465nm激发光有效激发,具有近紫外(蓝光)相对激发效率高,猝灭浓度大的优点,有潜力成为高效的近紫外(蓝光)激发白光LED用红色荧光粉材料.     

Yb3+/Ho3+/Tm3+三掺杂LiTaO3多晶材料的上转换发光特性

采用高温固相合成法制备了多组Yb³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺不同物质的量分数掺杂的LiTaO₃多晶材料,测试了双掺Yb³⁺/Ho³⁺,Yb³⁺/Tm³⁺和三掺Yb³⁺/Ho³⁺/Tm³⁺的LiTaO₃多晶的X射线衍射图谱、紫外-可见吸收谱和上转换荧光发射谱。X射线衍射(XRD)结果显示,稀土离子掺杂没有改变LiTaO₃多晶的物质结构,这表明稀土离子以取代基质离子的方式进入了晶格中。样品的紫外吸收边显示,增加Ho³⁺或Tm3⁺物质的量分数会导致吸收边先红移再蓝移。在980 nm泵浦光激发下,可见光区域中出现上转换蓝光(475 nm)、绿光(545 nm)和红光(663 nm和650 nm)发射,通过改变LiTaO₃中的激活离子Ho^3+<...     

ZnO:Er3+纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Er3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用化学方法制备了ZnO:Er3 纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).X射线衍射结果表明,ZnO:Er3 具有六角纤锌矿晶体结构.室温下,在365 nm激发下,在ZnO宽的可见发射背景上,观测到了Er3 的激发态4S3/2(550 nm),2H11/2(521 nm)和4F5/2(456 nn)的特征发射.分析了ZnO:Er3 纳米晶的带边发射和稀土Er3 的特征发射的峰值强度随掺Er3 浓度的变化关系,比较了ZnO:Er3 与未掺杂的ZnO的光致发射峰值强度的变化,给出了稀土Er3 的激发态4S3/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2和4F5/2→4I15/2的发射机制,证实了纳米ZnO基质与稀土Er3 离子之间存在能量传递.     

SnO2:Eu3+纳米晶的水热法制备及发光性能

采用水热法制备了Eu3+掺杂SnO2纳米发光粉,样品在不同温度下热处理得到不同粒径尺寸的纳米颗粒.利用X射线衍射(XRD)与光致发光(PL)谱对样品进行表征.XRD分析表明:SnO2:Eu3+样品均为纯相金红石结构.PL测量表明:水热法直接制备的样品的激发谱由Eu3+的f-f本征激发峰组成,而经过热处理后样品的激发谱由O2--Eu3+电荷迁移带和Eu3+的f-f本征激发组成;样品的发光强度与颗粒大小有密切关系.     

Synthesis and Luminescent Properties of Nano-scale Y2Si2O7:Re3+ (Re=Eu, Tb) Phosphors via Sol-Gel Method

用溶胶凝胶方法制备了稀土离子掺杂的焦硅酸钇纳米粉末,并用XRD对不同温度处理的样品结构进行了表征,结果表明1000 ℃时产物成α-Y2Si2O7相,粒径约为27 nm,且掺杂离子的浓度并不影响样品的结构,测量了Eu3+和Tb3+离子掺杂的样品的激发谱和发射谱,并对其进行了分析．激发谱中真空紫外区对应基质的吸收,紫外区分别对应Tb3+的4f~5d的吸收Eu3+的电荷迁移带的吸收,对发光强度随掺杂离子浓度的变化关系也进行了讨论．对室温下的寿命进行了测量和分析．     

不同激发波长下Ce~(3+)-Tb~(3+)-Sm~(3+)共掺白光玻璃的发光性能

本文采用高温熔融技术制备了Ce3+-Tb3+-Sm3+三种离子共掺杂的硼硅酸盐透明玻璃.测试了紫外LED激发下Ce3+离子、Tb3+离子及Sm3+离子单掺与共掺样品的激发光谱及荧光光谱,通过对单掺及共掺样品荧光寿命的测试研究了Ce3+离子、Tb3+离子及Sm3+离子在玻璃基质中的能量传递机理.通过调整紫外LED灯的激发波长调整发光样品所发射光谱的色度坐标、显色指数及色温,得到适合人类生活、学习、工作的白光发光.     

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.     

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.     

KLa(MoO_4)_2∶Sm~(3+)红色荧光粉的温度特性

采用高温固相法制备了KLa(Mo O4)2∶Sm3+红色荧光粉,利用X射线衍射对晶体结构进行表征,发现不同浓度Sm3+掺杂的样品均为单斜相结构。测量了样品的激发和发射光谱,观察到样品在紫外区及可见蓝绿区均有强的激发带,在404 nm激发下存在4个发射峰。测量了不同温度下样品的发射光谱和荧光衰减曲线,对样品的荧光温度猝灭进行了分析,确定了样品发光的温度猝灭是由横向穿越所导致的,采用Arrhennius模型对实验数据进行拟合,确定激活能约为0.48 e V,表明荧光粉具有良好的热稳定性。     

多晶Lu_2SiO_5∶Ce发光粉体中Ce价态的XANES表征及其VUV光谱特性

采用X射线吸收近边结构(XANES)谱对多晶Lu2SiO5∶Ce(LSO∶Ce)发光粉体中Ce元素的化合价状态进行了表征,结果表明:在空气下煅烧后得到的不同Ce掺杂浓度的LSO∶Ce粉体中,Ce3+在总掺杂Ce中的含量仅为18%~39%;而经1 000℃/2 h的氢气气氛下退火后,LSO∶0.5%Ce粉体中Ce3+的相对含量由39%大幅提高到83%。真空紫外(VUV)激发发射光谱表明:当Ce的掺杂摩尔分数为0.25%~1%时,Ce3+的摩尔分数与LSO∶Ce粉体的发光强度具有很好的关联性。氢气退火处理可以使LSO∶Ce粉体的发光强度提高近40%。LSO∶Ce粉体在变温条件(50~250 K)下的发射强度表现出良好的稳定性,未观察到热猝灭现象发生。     

LaF_3∶Tb~(3+),Ce~(3+)纳米晶的水热合成和荧光特性

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法制备了LaF3∶Tb3+,Ce3+纳米晶,研究了pH,Ce3+/Tb3+和反应时间对样品荧光性能的影响。XRD分析表明,样品的主衍射峰与标准卡片(JCPDS 32-0483)的衍射峰相似,属于六方相晶系,其主衍射峰随掺杂稀土离子浓度增大略有偏移,说明掺杂稀土离子与基质晶格中的La3+发生部分的同晶取代。电镜结果显示,样品颗粒是平均晶粒尺寸在20~50nm内且结晶度高的纳米晶体。在样品的激发光谱中,较强的激发峰位于250nm,归属于铈离子能级的4f→5d跃迁。在250nm光激发下,样品均在490nm有较弱的蓝光发射(电偶极跃迁5 D4→7 F6)和543nm有较强的绿光发射(磁偶极跃迁5 D4→7 F5)。随着Ce3+/Tb3+的摩尔比值增大,其荧光强度先增强后减弱,在nCe3+/nTb3+=4时样品的绿光发射最强。溶液pH能影响LaF3∶Tb3+,Ce3+纳米晶的色纯度和发光强度,其中pH为9时样品的绿色纯度最好,而pH为7时其绿光发射最强。增加水热反应时间有助于提高样品的色纯度和增强绿光发射。