核壳结构纳米颗粒Gd2O3:Tb3+/SiOx的制备及发光性能研究

以二甘醇为溶剂合成Gd2O3:Tb3+纳米颗粒,并在其表面包覆聚硅氧烷层,得到核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx。为了研究Tb3+离子掺杂浓度对纳米颗粒发光性能的影响,采用几种不同Tb3+掺杂浓度进行纳米颗粒的合成,并对其发光性能进行了检测。结果表明:包裹聚硅氧烷层后的Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒分散较好,聚硅氧烷层不会减弱Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒的发光性能。Tb3+掺杂浓度对核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx的发光存在浓度猝灭现象,猝灭摩尔分数为5%。这种具有发光特性的核壳结构纳米颗粒可作为生物传感器的探针用于生物分子的检测。     

白光LED用红色荧光粉α-Gd2(MoO4)3:Eu的制备及其发光性能研究

以Gd2O3,MoO3,Eu2O3为原料,采用传统的高温固相反应方法制备了一种新的白光LED用红色荧光粉材料α相Gd2(MoO4)3:Eu.利用XRD,SEM,激发和发射光谱对其进行了研究.分析了助熔剂和激 .活剂对样品的晶体结构,表面形貌和发光性能的影响.结果表明这种荧光粉可以被近紫外光(395 nm)和蓝光(465 nm)有效激发,发射峰值位于613 nm(Eu3 离子的5D0→7F2跃迁)的红光,激发波长与目前广泛使用的蓝光和紫外光LED芯片相符合.因此,三价Eu离子激活的α相Gd2(MoO4)3是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料.     

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.     

Tb3+掺杂Y2O3纳米晶体中Tb3+离子4f5d跃迁及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Tb3 掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Tb纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应Tb3 掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、激发光谱、X射线衍射谱和荧光衰减曲线,并拍摄了不同粒径样品的透射电子显微镜(TEM)照片。研究纳米Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 离子的4f5d跃迁发现,由于在近表面的低结晶度环境和颗粒内部的高结晶度环境中Tb3 离子4f5d跃迁对应的激发峰位置不同,不同粒径样品中处于这两种环境的Tb3 离子比例也不同,激发谱的谱线形状存在较大差别,还对Tb3 离子的能量传递进行了研究,发现Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 的(5D3,7F6)→(5D4,7F0)能量传递类型为受纳米限域效应影响很大的电偶极电偶极相互作用;引起5D4→7F5(543nm)发光浓度猝灭的是不同Tb3 离子5D4能级之间交换相互类型的能量传递,此类型的能量传递受纳米限域效应影响较小。     

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。     

Ce~(3+)掺杂Gd_2O_3基闪烁玻璃的研究

实验用高温熔融法制备了Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃样品,Gd2O3含量高达40mol%,测试了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量玻璃样品的密度、透过、发射、激发光谱及部分闪烁性能。研究了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量对玻璃样品密度及光谱性能的影响规律。结果表明:Gd2O3含量的增加不仅提高了玻璃的密度,有利于提高玻璃的辐射性能,还增大了玻璃的光碱度,增大Stokes位移,有利于提高闪烁光的发光效率;Ce3+浓度的提高增大了Ce3+间碰撞的几率,产生能量损失,表现出浓度淬灭效应。在Gd2O3基闪烁玻璃中,随Gd2O3含量增加激发峰的红移较小,高Gd2O3含量的氧化物玻璃中存在Gd3+→Ce3+能量转移机制,Gd3+离子可有效地向Ce3+离子传递能量,敏化Ce3+离子的发光。玻璃样品的衰减时间在17-37ns之间。Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃有望在高能物理等领域中获得应用。     

白光LED用红色荧光粉α-Gd2（MoO4）3∶Eu的制备及其发光性能研究

以Gd2O3,MoO3,Eu2O3为原料,采用传统的高温固相反应方法制备了一种新的白光LED用红色荧光粉材料α相Gd2（MoO4）3∶Eu。利用XRD,SEM,激发和发射光谱对其进行了研究。分析了助熔剂和激活剂对样品的晶体结构,表面形貌和发光性能的影响。结果表明这种荧光粉可以被近紫外光（395nm）和蓝光（465nm）有效激发,发射峰值位于613nm（Eu^3＋离子的5^D0→7^F2跃迁）的红光,激发波长与目前广泛使用的蓝光和紫外光LED芯片相符合。因此,三价Eu离子激活的α相Gd2（MoO4）3是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料。     

Na2GdPO4F2:Tb3+绿色荧光粉阴极射线发光研究

通过高温固相法制备Na2GdPO4F2:Tb3+绿色荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)和阴极射线光谱分别对其物相、阴极射线发光性能进行研究.结果表明,Tb3+作为绿色发光中心进入到Na2Gd2PO4F2的晶格中取代Gd3+的格位,在低电子束(0.5～5 kV)激发下主要表现出Tb3+的特征跃迁(5D3.4→7FJ,J=6～2),其中以5D4→7F5跃迁(546 nn)为主.样品Na2Gd0.95Tb0.05PO4F2在阴极射线激发下的色坐标为(0.240 3,0.438 6).随着电压、电流和掺杂量的增加,荧光粉的发光强度逐渐提高,其中,最佳的样品为Na2Gd0.9Tb0.1PO4F2.     

Na3GdSi2O7:Tb3+荧光粉发光特性及Gd3+→Tb3+之间的能量传递

采用高温固相法合成了Na3Gd1-xTbxSi2O7(x=0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)系列荧光粉。研究了荧光粉的真空紫外-可见发光光谱和荧光寿命,讨论了Tb3+在扭曲八面体结构(标示为Gd(1)3+)和正三棱柱构型(标示为Gd(2)3+)两种格位中的最低5d轨道能级。同时研究了Gd3+→Tb3+之间无辐射能量传递速率K和无辐射能量传递效率η。研究结果表明:Tb3+在Gd(1)3+格位中的最低允许跃迁和禁戒跃迁的5d轨道能级分别位于235 nm和280 nm,在Gd(2)3+格位中的最低允许跃迁和禁戒跃迁的5d轨道能级分别位于224nm和256 nm。随着Tb3+浓度的增加,能量传递效率及速率显著增大,说明在Na3Gd1-xTbxSi2O7中存在有效的Gd3+-Tb3+能量传递。     

La4(P2O7)3：Ce,Gd,Tb磷光体的合成与光谱性质

本文首次采用溶液沉淀法合成了一系列La4(P2O7)3;Ce,Gd,Tb磷光体.经X射线分析表明,它们属于纯的La4(P2O7)3相。测定了这些化合物的激发和发射光谱、相对亮度及Ce3+的发光寿命,观察到在此基质中Ce3+与Gd3+的光谱重叠,它们之间存在着一定的相互作用,使(La0.64Ce0.3Gd0.064(P2O7)3的亮度比(La0.7Ce0.34(P2O7)3和(La0.94Gd0.064(P2O7)3有少许增加.此外,Ce3+能有效地敏化Tb3+9,从而大大增强Tb3+的发射.然而,Gd3+与Tb3+共存时存在着竞争吸收和独自发射,使(La0.80Gd0.06Tb0.144(P2O7)3的亮度与单掺的(La0.86Tb0.144(P2O7)3相比有少许降低.相应地在Ce,Gd和Tb共掺时,由于Gd3+的影响,使Tb3+的发射减弱,从而总的发光相对亮度有所降低。     

(Y,G d)BO_3∶Tb~(3+)的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出(Y,Gd)BO3∶Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。(Y,Gd)BO3∶Tb在147 nm真空紫外光激发下的发射主峰在544 nm(Tb3+的5D4→7F5跃迁),是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,(Y,Gd)BO3∶Tb的基质吸收带位于150 nm附近。Gd3+离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd3+→Tb3+的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8 m s,能够满足显示显像技术的要求。因此,(Y,Gd)-BO3∶Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

Na_4Ca_4Al_6Si_9O_(24)∶Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉合成及其能量传递研究（英文）

天然方柱石是一种典型的硅酸盐类的发光矿石,针对天然高发光效率方柱石的生成条件及化学成份,采用高温固相法在1 100℃弱还原气氛下合成了Na4Ca4Al6Si9O24(方柱石),并合成了一系列掺杂Ce3+,Tb3+的荧光粉,对其晶体结构做了讨论。通过分别对单掺Ce3+,Tb3+和共掺Ce3+,Tb3+样品发光性质的研究,发现共掺杂的样品其在545nm处由于Tb3+的5 D+4→7 F5跃迁发光强度远远大于单掺Tb3的样品。最后通过掺杂不同浓度Ce3+样品发光性质的研究,以及其荧光寿命和能量传递机理分析,结果表明随着Ce3+掺杂浓度的变化,样品的Tb3+的5 D7 4→F5跃迁(545nm)发光强度及寿命也随着变化,并发现Ce3+对Tb3+存在能量传递,且当Ce3+和Tb3+的质比为0.02∶0.03时能量传递效率最高。通过色坐标的测量,发现随着Ce3+浓度的改变,样品的发光可在绿色区域进行调节。因此,认为Na4Ca4Al6Si9O24∶Ce3+,Tb3+荧光粉有望成为新型白光LED荧光粉。     

(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb的真空紫外光谱特性

(Y,Gd)Al3(BO3)4属于三角晶系,具有R32的空间群,掺入Ce3 ,Tb3 杂质后,其晶格结构没有变化。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb随着Gd3 摩尔浓度增大,基质吸收带红移。Gd3 和Tb3 之间存在着很有效的能量传递。Gd3 摩尔浓度在一定范围内(0~0·75mol)增大时,样品在120~300nm光谱范围内的激发强度均是增强的;但是,Gd3 浓度过高造成Gd3 的发射增强,GdAl3(BO3)4:Tb在120~240nm光谱范围内激发强度很明显下降。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Ce,Tb在真空紫外激发下,发现Tb3 的发光明显的被Ce3 猝灭。     

Tb3+离子在固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S和(Gd0.9La0.1)2O2S中的发光

用稀土氧化物硫化法合成了固溶体发光材料(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb,并且用阴极射线和254nm紫外线两种激发方式测试了它们的发光性能.研究了固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb中Tb3+离子5D3——7FJ和5D4——7FJ的能级跃迁强度随Tb3+离子浓度而变化的关系,以及它们的发光色度随激活剂Tb3+离子浓度的变化,探讨了Tb3+离子的浓度猝灭机理.     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备与发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶Gd2O3:Eu3+发光粉体. 在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品中,均观测到Eu3+离子的特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经800~1 300 ℃热处理后,晶相为立方相,1 400 ℃时开始向单斜相转变.荧光强度与Eu3+离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu3+离子浓度为4%时其相对发射强度最强.在三个不同的煅烧温度中,经800 ℃煅烧的样品其发光效果最好.此外还观察到电荷转移激发态以及基质、Gd3+与Eu3+之间的能量传递.激发谱包含三部分,即电荷转移带、Eu3+的4f内壳层电子跃迁和Gd3+的激发谱.     

Yb3+-Tm3+共掺钨钼酸盐纳米晶体的发光特性

以聚乙二醇为络合剂,采用水热法制备了发光性能优越的Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体。改变稀土掺杂量并生产不同掺杂量的BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+。以X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征。结果表明,BaGd2(WO4)0.5-(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+纳米晶属四方晶系,粒径在25~40nm之间,使用Hitachif-4500分光光度计分析样品,发现当Yb3+/Tm3+为4∶1、Yb3+离子浓度为6.0%时,BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5∶Yb3+/Tm3+的发光效率最高。当Tm3+离子发生1G4→3H6跃迁时会产生可见光发射,对应于光谱图中475nm处的蓝光;当Tm3+离子发生1G4→3F4跃迁时产生的可见光发射,对应于光谱图中650nm处的红光。光谱图像及泵浦功率的双对数曲线表明,其中蓝光发射是三光子发射过程,红光发射是双光子发射过程。样品的量子产率接近0.9%。Yb3+-Tm3+共掺BaGd2(WO4)0.5(MoO4)0.5纳米晶体的发光性能优异,具有很高的应用价值。     

阳离子取代对Lu_3Ga_5O_(12)∶Tb~(3+)晶体结构与发光性能的影响

采用高温固相法制备了Lu3Ga5O12:Tb3+体系荧光粉,研究了Y3+、Gd3+和Al3+离子分别取代Lu3+和Ga3+离子后对荧光粉晶体结构和发光性能的影响。结果表明,Lu3Ga5O12∶Tb3+具有石榴石结构,激发光谱由A、B两个宽激发带及一些窄谱峰构成,分别归属于Tb3+的4f8→4f75d1和4f8→4f8的电子跃迁。紫外激发下的发射光谱对应于Tb3+5D4→7FJ和5D3→7FJ跃迁。对于(Lu,Y)3Ga5O12∶Tb3+体系,随着Y3+浓度的增加,晶格膨胀,A、B宽带红移,带间距缩小,激发与发射强度提高。对于(Lu,Gd)3Ga5O12∶Tb3+体系,当Gd3+浓度低于0.75时,随着Gd3+浓度的增加,荧光粉性能变化与引入Y3+时情况相似,并更为显著;实验中观察到Gd3+→Tb3+能量传递现象。对于Lu3(Ga,Al)5O12∶Tb3+体系,随着Al3+含量的增加,晶格收缩,A、B宽带红移,带间距扩大,激发与发射强度提高。阳离子的半径差异及其引起的Tb3+晶场环境的变化是影响荧光粉性能的主要原因。     

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。     

Tb~(3+)激活的重金属氧化物闪烁玻璃的发光性能研究

采用高温熔融法制备了不同Ln2O3(Ln=Lu,Y,Gd)情况下Tb3+激活的重金属氧化物闪烁玻璃样品。测试了不同Ln2O3玻璃样品的密度,差热特性,透过、发射和激发光谱。着重研究了玻璃成分中不同稀土氧化物对闪烁玻璃的密度及发光性能的影响规律及机理。结果表明:在含Ln2O3闪烁玻璃中,含Lu2O3硅硼酸盐玻璃的密度最高,接近6g/cm3,发光强度性能最差。含Gd2O3硅硼酸盐玻璃的密度接近含Lu2O3硅硼酸盐玻璃的密度,其发光强度最大。其原因是Gd3+离子能把能量以共振能量传递的形式给Tb3+离子,提高Tb3+离子的发光强度。但当Gd3+离子浓度增大到一定程度时,能量传递的效率却明显减弱。含Gd3+离子的闪烁玻璃密度较高,发光强度大,是一种很有前景的闪烁材料。     

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.