Bi3+掺杂对CaMoO4:Eu3+荧光粉发光性质的影响

通过微乳液-水热法制备了CaMoO4∶Eu3+和CaMoO4∶Eu3+,Bi 3+两种红色荧光粉,并对样品进行表征,研究其结构、颗粒形貌及发光性质。结果表明,所制样品为白钨矿结构,属于四方晶系。SEM显示所制纳米粒子是四方片状结构,颗粒大小为1.5～2.5μm。光致发光(PL)光谱显示,Eu3+摩尔浓度为5%时616nm发射峰最强,对应于Eu3+的5 D0→7 F2电子偶极跃迁;随CaMoO4∶xEu3+荧光粉中Eu3+掺杂浓度变化,导致色度坐标(CIE)值由橙黄色(0.514,0.537)变化到白色(0.339,0.333);在CaMoO4∶5%Eu3+,yBi 3+红色荧光粉中,由于Bi 3+对Eu3+的敏化作用,使其发光强度增强,当Bi 3+浓度为3%时,发光强度最高;随着Bi 3+掺杂浓度的增加,CaMoO4∶5%Eu3+,yBi 3+荧光粉由橙黄色(0.497,0.347)调节到红色(0.585,0.349)。     

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)。     

共掺Mo6+离子的Ca4LaNbW4O20∶Eu3+荧光粉的发光特性

采用高温固相法制备了红色荧光粉Ca4LaNb(W1-x Mo x)4O20∶Eu3+并研究了样品的发光性质。Ca4LaNbW4O20∶Eu3+的激发光谱中包含一个宽的激发带,峰值位于275 nm,归属于WO2-4基团的电荷迁移跃迁。随着Mo6+离子的掺入,Ca4LaNbW4O20∶Eu3+位于275 nm处的吸收带变宽,其原因是O2--Eu3+的电荷迁移跃迁增强。在Ca4LaNb(W1-x Mo x)4O20∶Eu3+的发射光谱中,400~500 nm间较宽的发射带属于WO2-4基团的发射带,而位于591 nm和616 nm的尖锐的发射峰分别属于Eu3+的5D0→7F1磁偶极跃迁和5D0→7F2电偶极跃迁发射。随着Mo6+离子浓度的增加,WO2-4基团的发射带强度下降,从而提高了色纯度。     

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Ba3La（PO4）3∶Dy3+荧光粉的制备与发光性能

通过高温固相法合成了一系列Ba3La1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉材料。利用XRD测量样品的物相,结果显示样品为纯相Ba3La(PO4)3晶体。样品的激发光谱由一系列宽谱组成,峰值分别位于322,347,360,386,424,451 nm。在347 nm激发下,荧光粉在482 nm(4F9/2→6H15/2)和575 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发射光谱的影响,当Dy3+摩尔分数x=0.10时出现猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。确定了不同Dy3+掺杂浓度的Ba3La(PO4)3∶Dy3+的荧光寿命。Ba3La(PO4)3∶Dy3+荧光粉发射光谱的色坐标位于白光区域。     

CaSnO3∶Tb3+绿色长余辉荧光粉的制备与发光性质的研究

采用高温固相法合成了CaSnO3∶Tb3+绿色长余辉荧光粉。利用X射线衍射分析了CaSnO3∶Tb3+物相结构。研究了Tb3+浓度对样品发光强度的影响,结果显示:随Tb3+浓度的增大,发射光谱强度先增大后减小,出现了浓度猝灭效应,Tb3+的最佳摩尔分数为0.3%。发射光谱由4个主要发射峰组成,峰中心分别位于492,546,588,623 nm处,以Tb3+的5D4→7F5(546 nm)跃迁发射为最强。对样品的温度特性进行了测量,通过对数据进行拟合得到样品的激活能为0.58 eV,陷阱深度为0.622 eV。最后,给出了CaSnO3∶Tb3+绿色长余辉荧光粉可能的余辉发光机理。     

Ba2+掺杂对Sr3Al2O6:Eu2+红色荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法合成了(Sr1-x-yBax)3Al2O6∶3yEu2+红色荧光材料,通过XRD、荧光光谱和热稳定性测试分析,分别研究了Eu2+、Ba2+掺杂对样品的晶体结构、发光性能和热稳定性的影响。XRD测试结果表明,在1 200℃保温3 h条件下合成了具有立方晶体结构、空间群为Pa3的Sr3Al2O6纯相样品,Eu2+、Ba2+的掺入并没有改变其基质晶格的结构类型。荧光光谱分析表明,Eu2+的摩尔分数为4%时,(Sr0.98-yBa0.02)3Al2O6∶3yEu2+样品的发射峰最强,Ba2+的掺入使样品的发射峰发生红移而发射强度降低,且随Ba2+浓度的增加红移越发明显。此外,Ba2+的掺杂提高了Sr3Al2O6∶Eu2+样品的热稳定性。     

空心半球形SrWO4和SrWO4∶Tb3+/Eu3+球形颗粒的合成及发光性能

采用水热法制备了空心半球形SrWO4及Tb3+、Eu3+掺杂的SrWO4球形颗粒,利用XRD、SEM、荧光光谱等研究其物相、形貌及发光性能。未掺杂的SrWO4具有空心半球形形貌,属四方晶系。SrWO4∶Tb3+及SrWO4∶Eu3+为球形颗粒,其相结构与未掺杂样品类似,形貌从空心半球形转变为球形颗粒。随着Tb3+掺杂浓度的增加,SrWO4∶Tb3+的形貌从球状变成由纳米棒构成的花状;随着Eu3+掺杂浓度的增加,样品中出现了单斜相的Eu2WO6,其形貌也发生了明显的变化。在紫外光激发下,SrWO4∶Tb3+及SrWO4∶Eu3+的发射光谱由钨酸根的宽带发射和掺杂离子的特征发射组成,分别表现出绿光和红光发射。Tb3+的最佳掺杂摩尔分数为3%,Eu3+的最佳掺杂摩尔分数为25%。     

Eu3+在层状钙钛矿M2TiO4（M=Ca,Sr,Ba）红色荧光粉中的发光特性

采用高温固相法制备了Eu3+掺杂的层状钙钛矿M2TiO4∶Eu3+(M=Ca,Sr,Ba)红色荧光粉,借助X射线衍射、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱研究了不同煅烧温度下粉体的晶相组成及其光致发光性能。结果表明:在煅烧温度1 000℃保温2h时即可得到纯相Sr2TiO4和Ba2TiO4粉体,但即使进一步的升高温度并延长保温时间均无法得到Ca2TiO4粉体。Ba2TiO4∶Eu3+粉体在395nm激发下发射594nm(5 D0→7 F1)和615nm(5 D0→7 F2)橙红光。Sr2TiO4∶Eu3+粉体区别于通常Eu3+的特征发射,在近紫外和蓝光激发下主要发射578nm(5 D0→7 F0)和626nm(5 D0→7 F2)的强烈橙/红光,具有更好的红光色纯度和发光强度,其中363nm电荷迁移激发下具有最高的发光效率,是一种适用于近紫外和蓝光LED芯片的红光材料。     

水热法合成LuVO4:Eu3+红色荧光粉及其光谱性能研究

利用水热法经过或未经过进一步热处理合成LuVO4:Eu3+亚微米(或纳米)荧光粉。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、光致发光光谱、衰减曲线对所得的荧光粉进行性能表征。LuVO4:Eu3+荧光粉的激发光谱在275 nm的吸收峰主要来源于Eu→O电荷跃迁,Eu3+的f-f跃迁在紫外和可见光区域有395 nm和466nm两个强峰。从最佳掺杂摩尔分数的LuVO4:8%Eu3+荧光粉中观察到Eu3+在619 nm处强烈的发射峰对应于5D0→7F2跃迁。实验结果表明LuVO4:Eu3+可作为潜在的红色荧光粉应用于显示与照明领域。     

Al~(3+)掺杂ScVO_4∶Eu~(3+),Bi~(3+)荧光粉的制备及发光性质

采用高温固相法在1 000℃下煅烧6 h合成了Sc VO4∶Eu3+,Bi3+,Al3+荧光粉。使用X射线粉末衍射仪和扫描电镜对样品的结构和形貌进行了表征,采用荧光分光光度计研究了样品的发光性质。用315 nm波长激发Sc VO4∶Eu3+,Bi3+,Al3+样品时,样品在590~620 nm范围内发射强烈的橙红光,最大发射峰位于615nm。少量Al3+的掺入可以增强Sc VO4∶Eu3+,Bi3+荧光粉的发光,而掺入过量Al3+时会使Sc VO4∶Eu3+,Bi3+荧光粉的发光变弱。当Al3+在Sc VO4∶Eu3+,Bi3+中的摩尔分数达到4%时,样品的发光最强且其发光强度较未掺杂Al3+的样品提高了约30%。     

纳米YAG∶Ce3+, Mn+(Mn+=Ca2+, Gd3+)荧光粉的结构与发光性能

当前商用白光LED器件中YAG∶Ce3+荧光粉的单一黄光发射,导致其缺乏红光限制了器件的应用和发展,在YAG∶Ce3+中掺杂其他离子是解决该问题的有效途径之一。采用溶胶凝胶法制备了系列单掺Ce3+,Ca2+和Gd3+的YAG纳米荧光粉。研究了离子掺杂量对荧光粉的物相、结构、形貌、粒度、发光性能及量子效率的影响,分析了发光机理。结果表明：制备的纳米荧光粉粒径为100～200 nm。Ce3+和Gd3+掺杂时均得到YAG纯相,但晶体结构膨胀,晶面衍射峰向小角度方向移动。样品结晶度随Ce3+和Ca2+(<0.025 mol)掺杂量增大变化不明显,随Gd3+则呈现逐步降低趋势。三种离子掺杂量增大时,Ce3+的晶格能上升,5d能级晶体场劈裂加剧;Gd系列荧光粉激发和发射光谱随掺杂量的增大发生红移,Ce和Ca系列则因掺杂量小表现不明显。荧光粉发光强度随Ce3+掺杂量上升先增大后减小,最佳掺杂量为0.06 mol;随Gd3+掺杂量增加逐步降低;随Ca2+掺杂量增大则急剧下降,0.03 mol掺杂量时荧光强度几乎为零,YAG晶体结构破坏,生成YAM和YAP相。研究的开展,将对后续纳米YAG荧光粉及其相关功能材料的进一步开发使用提供一定的理论依据和实践参考。     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征.结果发现:单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi3+的3p1→1S0电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu2+的4f65d3→4f7跃迁而引起的.当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi3离子样品的1.9倍.     

α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料的红绿蓝色上转换发光（英文）

利用简单的水热合成法成功制备出α-TeO2∶Ho3+,Yb3+、α-TeO2∶Tm3+,Yb3+和α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料,用980 nm的近红外光作为激发光源测定了样品的室温上转换发射光谱。结果表明:样品α-TeO2∶Ho3+,Yb3+分别发射绿光(545 nm)和红光(651 nm),分别对应于Ho3+离子的5S2→5I8和5F5→5I8能级跃迁。随着Yb3+的摩尔分数从5%增加到15%,样品在545 nm处的绿光强度明显变大,发光颜色由黄光向绿光转变。样品α-TeO2∶Tm3+,Yb3+在476 nm处发射出蓝光,对应于Tm3+离子的1G4→3H6能级跃迁,两个弱红光峰(651,675 nm)分别对应于Tm3+离子的1G4→3F4和3F2→3H6能级跃迁。随着Yb3+离子浓度的提高,蓝光与红光的相对强度也在显著提高。基于可调控性蓝光、绿光和红光的产生,α-TeO2∶Tm3+,Ho3+,Yb3+纳米材料能产生不同颜色的光,包括白光。     

Gd2（WO4）3∶Eu3+,Sm3+纳米晶的制备及Sm3+对Eu3+特征发射的敏化作用

采用共沉淀法分别制备了Eu3+、Sm3+单掺和共掺Gd2(WO4)3纳米发光材料,对所制备的纳米发光材料的结构和发光特性进行了研究。结果表明:所得样品为Gd2(WO4)3的底心单斜结构,Eu3+的摩尔分数为20%时,Gd2(WO4)3∶20%Eu3+的发光最强。Sm3+对Eu3+有敏化作用,使Eu3+的5D0→7F2发射明显增强。用464 nm的光激发时,Sm3+对Eu3+的敏化作用强于用395 nm的光激发。Sm3+的摩尔分数为5%时,样品Gd2(WO4)3∶20%Eu3+,5%Sm3+的5D0→7F2发射强度最大。Sm3+的掺入使监测Eu3+的5D0→7F2跃迁的激发光谱强度明显增大,且拓宽了可被LED有效激发的波长范围。在405 nm和440 nm波长的光激发下,也可以明显观察到样品Gd2(WO4)3∶20%Eu3+,5%Sm3+中Eu3+的5D0→7F2跃迁。     

Ca2SnO4∶Tb3+绿色荧光粉的制备及光致发光研究

采用高温固相法合成了Ca2 SnO4∶Tb3+绿色荧光粉.利用X射线衍射分析了Ca2 SnO4∶Tb3+物相的形成.测量了Ca2 SnO4∶Tb3+的激发和发射光谱,激发光谱由一个宽激发峰组成,研究了Tb3+浓度对样品激发光谱的影响,结果显示,随Tb3+浓度增大,宽带激发峰发生了红移.发射光谱由四个主要发射峰组成,峰值分别位于491,543,588和623 nm处,Tb3+以5 D4-7 F5(543 nm)跃迁发射最强,低掺杂浓度下,Tb3+的7 F6能级出现斯托克劈裂,劈裂峰(481 nm处)随Tb3+浓度增加,先增强然后减弱;在发光强度方面,随Tb3+浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,当Tb3+摩尔浓度为9％时,发光强度最大,根据Dexter理论,确定了在Ca2 SnO4基质中Tb3+自身浓度猝灭机理.荧光寿命测试表明Tb3+在Ca2 SnO4基质中荧光衰减平均寿命为4.4 ms.     

发光二极管用红色荧光粉SrMoO4:Eu3+的制备和发射性质

采用化学共沉淀法制备了适合于紫外、近紫外、蓝光发光二极管(LED)激发的红色荧光粉SrMoO4:Eu3+.研究了样品的晶体结构和发光性质.结果表明:化学共沉淀法合成的SrMoO4:Eu3+荧光粉为四方纯相,其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,峰值位于280nm(宽带峰中心),395nm,465nm,可以被紫外LED和蓝光LED有效激发.在395nm的激发下,测得发射光谱的强发射峰位于613nm,对应Eu3+离子的5D0→7F2跃迁.Eu3+离子掺杂浓度的改变对基质的晶格常数、Eu3+离子在晶体中对称性及发光性能有较大影响.通过对比不同掺杂浓度Eu3+离子的发射谱,发现在SrMoO4基质中Eu3+离子掺杂存在浓度猝灭现象,其最佳掺杂浓度为15%.     

红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eu3+x+y发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉Naz Ca1-x-2y-zBiyMoO4 ∶ Eu3+x+y (y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38; x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0; x=0.30,y=0.04,z=0.38).用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构.采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70 MoO4∶Eu3+0.30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y＜0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y＞0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强.作为电荷补尝剂的Na2 CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强.结果表明,通过调节Bi3+ /Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度.     

CdWO4∶Yb3+,Ho3+纳米晶的制备及发光性能研究

采用水热法制备CdWO4∶Yb3+,Ho3+纳米晶,运用X射线衍射、扫描电镜和光谱分析对制备样品的结构和发光性能进行了表征。结果表明:CdWO4∶Yb3+,Ho3+为单斜晶系,平均晶粒尺寸约为29.782 7 nm。用980 nm激光激发样品获得了发射光谱,位于552 nm和659 nm的发射峰分别对应于Ho3+离子的5F45S2→5I8和5F5→5I8的跃迁。根据泵浦功率和发光强度之间的双对数关系可知,552 nm和659 nm的发射均属于双光子过程。稀土离子的浓度对样品的发光强度的影响较大,结果表明:当Yb3+∶Ho3+离子的量比为5∶1且Ho3+摩尔分数为1.5%时,CdWO4∶Yb3+,Ho3+纳米晶的上转换发光强度最大。     

掺Tb3+铝酸锌的共沉淀法制备及发光性能研究

采用聚乙二醇200辅助的共沉淀法制备了ZnAl2O4:Tb3+绿色荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)和荧光光谱(FL)对合成的ZnAl2O4:Tb3+荧光粉进行了表征。XRD结果显示:合成产物为立方晶系的ZnAl2O4:Tb3+,形成良好晶体的最佳煅烧温度为700℃,与TG-DTA的数据显示一致。ZnAl2O4:Tb3+的激发光谱由260～310 nm的宽带峰和一系列的锐线峰。发射光谱的主发射峰位于544 nm,对应于D4-F5的能级跃迁。研究发现Tb3+的掺杂浓度对样品发射峰的组成强度有着很重要的影响,在Tb3+的摩尔分数为5.8%时达到最大,继续增加Tb3+的浓度,出现浓度猝灭现象。