BaFBr：Eu2＋的发光及电特性研究

采用高温固相反应方法制备的BaFBr：Eu2 粉末样品，未经X射线、真空紫外或紫外光辐照，用波长大于400nm的光激发样品，可观测到Eu2 的390nm发光。样品的电子自旋共振(ESR)谱证实在BaFBr：Eu2 粉末样品的制备过程中，会产生大量的晶格缺陷，分别为电子和空穴陷阱，它们在光激励发光过程中充当不可缺少的角色。本工作将BaFBr：Eu2 粉末制成压片，在其一侧制作两个电极，以研究电阻-电压关系、剩余申压随时间的变化以及与电极材料的关系等电学特性。电特性研究结果也表明，样品中有电子和空穴陷阱两类缺陷，BaFBr：Eu2 的发光，源自激发能通过这两类缺陷向Eu2 的能量传递。     

BaFBr中O2-的发光研究

通过比较紫外和真空紫外光辐照前后，BaFBr以及BaFBr:O样品的发光，研究氧在光激励发光材料中所起的作用。未经辐照的样品，在240nm光激发下，BaFBr:O有峰值为330、345、540nm以及440、480、502nm肩峰的发光，而对BaFBr却探测不到发光。辐照后，在240nm激发下，BaFBr以及BaFBr:O样品都可观测到相近的发光，只是相对强度略有不同，指出样品的发光来源于氧。在100－400nm范围内，BaFBr以及BaFBr:O样品的吸收谱中存在四个宽的吸收带，表明紫外和真空紫外光可激发或电离占据氟离子格位的O^2-离子，氧在BaFBr光激励发光材料中可充当空穴陷阱。     

二价铕激活的ZnS磷光体的发光

本文详细描述了ZnS:Eu2+磷光体的合成及光致发光性能。首次报导了这种发光材料的特殊长余辉特性。作者测量了热释发光光谱、不同温度下的发射特性的变化及荧光的激发、发射衰减时间,提出两类缔合Eu中心的模型。用不同的缔合Eu中心较好地解释了它的光谱特性及长余辉现象,认为光谱的两个发射带来自不同的缔合Eu中心,即550nm发射带对与ZnS导带电子陷阱相缔合的Eu中心有关,650nm带来自与电子陷阱和空穴陷阱缔合的Eu中心。发射的余辉主要与导带中某种电源电子陷阱存在有关。此外,本文还对与应用有关的阴极射线发光性能进行了报导。     

CaS∶Eu,Sm光存储材料的光谱特性

CaS∶Eu, Sm是一种典型的电子俘获型光存储材料,文章采用湿法在还原气氛中制备了CaS∶Eu, Sm粉末样品。测量了这种光存储材料的XRD、激发光谱、发射光谱、光激励发光光谱、热释光谱以及光激励发光衰减曲线。XRD结果表明样品在1 050 ℃晶格已经形成。光谱测试结果说明紫外光可激发该材料,作为信息写入光源。样品被紫外光源饱和激发后,用980 nm红外激光激励,发射出峰值位于635 nm的红光。光激励发光起初衰减较快,随后有一个较长的平缓期。且样品具有合适深度的陷阱能级,能够稳定存储信息。对CaS∶Eu, Sm的光存储机理进行了探讨。     

高亮度蓝绿色长余辉材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu~(2+),Pr~(3+)的发光性能及其余辉机理研究

通过高温固相法在还原气体保护下合成Ba4(Si3O8)2:Eu2+,Pr3+样品及一系列参比样品.分别利用两种模式测得光致发光与余辉光谱.结果显示:光致发光与余辉的发光中心均是Eu2+离子;共掺Pr3+在基质中引入新的俘获载流子的缺陷.热释光与余辉衰减测试表明,与单掺Eu2+所形成的陷阱深度相比,共掺Pr3+导致余辉强度增强是归因于:在浅陷阱区(T1区)的陷阱深度变得更浅.而余辉时间增长是归因于:在深陷阱区(T2区)深陷阱密度大幅度减少.同时发现在不同激发波长下激发,余辉机理中的激发路径归结于以下两种过程.其一:268 nm激发时,是基质中的电子被直接激发至陷阱.其二:330 nm或365 nm激发时,电子从Eu2+基态激发至激发态.随后部分电子通过导带运输被陷阱中心所俘获.因此,余辉强度的不同归结为以上两种载流子俘获路径的不同.     

SrS∶Eu,Sm光存储机理的研究

采用高温固相反应法在还原气氛下制备了SrS:Eu,Sm样品,利用荧光光谱仪测量了这种光存储材料的激发光谱和发射光谱.将样品用紫外灯(265 nm)照射激发饱和后,再用980 nm的红外激光器激励,利用荧光光谱仪测试得到了峰值位于599 nm的光激励发光光谱.此外还利用热释光谱仪测试了样品的热释光谱.探讨了SrS:Eu,Sm的光存储机理,认为引入的稀土离子在SrS的带隙中形成分裂能级.当用紫外光照射材料时,Eu的电子从基态被激发到激发态或基质材料的导带,其中一部分电子被辅助激活剂Sm的陷阱俘获,实现信息写入.当材料被与陷阱深度相当的红外光激励时,电子陷阱Sm2 俘获的电子才可能跃出俘获能级,与空穴在Eu的激发态和基态能级上复合,多余的能量以可见光的形式释放出来,实现信息读出.     

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。     

掺Yb3+石英玻璃中非桥氧空穴缺陷特性的研究

为了对存在于石英玻璃中的非桥氧空穴缺陷的特性进行研究,采用高频等离子体法对掺Yb³⁺石英玻璃进行了制备。首先介绍了玻璃样品的制备过程,然后对所制备的掺Yb³⁺石英玻璃样品的吸收特性、发射特性以及傅里叶变换红外吸收光谱进行了分析。结果表明,所制备的玻璃样品具有Yb³⁺离子典型的吸收特性。位于260 nm波长的吸收峰以及200 nm激发波长下产生的位于630 nm波长的发射峰都表明所制备的玻璃样品中存在非桥氧空穴缺陷。并且不同激发波长所产生的发射峰以及红外吸收光谱都说明玻璃样品中的非桥氧空穴缺陷是由≡Si－O↑和≡Si－O↑…H－O－Si≡两类空穴中心构成,Yb³⁺离子对合作发光与非桥氧空穴缺陷间存在能量转移过程。     

Ba_3Si_6O_9N_4∶Eu~(2+)荧光粉制备及其表征

采用基于高温固相的两步合成法,以BaSiO3为前驱体制备了Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉,主要研究了不同Eu2+掺杂浓度对Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉发光性能的影响机理,并与传统高温固相法制备的Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉的发光机理进行了对比分析。结果表明:与传统高温固相法相比,两步法制备的Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉具有更高的纯度和结晶度。Eu2+掺杂浓度大于9%时,两步法和传统高温固相法制备的样品都发生浓度猝灭现象。传统高温固相法与两步法制备Ba3Si6O9N4:Eu2+荧光粉的浓度猝灭机理一致,均是由于电偶极-电偶极相互作用造成的。在330nm的激发光下,两步法制备的Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉的发射光谱(峰值489nm)与传统的高温固相法(峰值512nm)相比,出现了蓝移的现象,更加接近于理论发射光谱中心(480nm)。能谱分析结果显示,两步法制备的荧光粉的元素组分更接近理论值,能有效降低晶格缺陷。两步法制备的Ba3Si6O9N4∶Eu2+荧光粉样品具有更好的热稳定性,更利于白光LED的应用。     

电子俘获光存储材料BaLiF3:Eu2+的光激励发光及光存储性质研究

利用高温固相反应法制备了混晶状的BaLiF3:Eu2 样品.其紫外光激发的发射峰与光激励发光峰均在410 nm处,属于Eu2 的5d-4f跃迁发光.光激励峰位于660 nm,因而可以配用简单廉价的氦氖激光器.根据光谱特征给出了光激励发光的简单机理.测量了该材料光激励发光衰减性能,结果表明BaLiF3:Eu2 存储的信息可以方便地擦除掉.该材料具有优良的光激励发光特性,是一类很有发展前途的电子俘获光存储材料.     

SrSO4:Eu磷光体的光释光特性

研究了通过掺杂得到的SrSO4:Eu(0.1mol%)的粉末样品的光释光(OSL)特性.用90Sr的β射线辐照0.116-1.16kGy后,测定了恒定光源激发的光释光发光曲线(CW-OSL)和线性光源激发的光释光发光曲线(LW-OSL),对发光曲线分析均得到了四种陷阱成分.采用复合作用响应函数得到SrSO4:Eu辐射剂量响应为线性-亚线性.测量了温度对OSL信号的影响,结果表明OSL信号的温度稳定性很好,最灵敏读出温度约为180℃,说明这时OSL信号来自热激发和光激发的共同作用.用60Coγ辐照100Gy后,测量了热释光(TL)三维光谱,确定了发光波长主要位于375nm,可以确定这是来自于Eu2+能级跃迁的发光.     

Y2O3双掺杂Eu3+,Tb3+的光谱性能及能量传递过程

采用溶胶凝胶法制备不同配比的Y2O3∶Eu3+、Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Eu3+,Tb3+荧光粉.并通过XRD、SEM和激发、发射光谱对其结构和发光性能进行了研究,用能级图解释了激活剂之间的能量传递关系.结果表明,材料结晶良好,粒度分别为20、31nm和17nm左右,样品形貌类似片状结构.(Y110Eu)2kO3和(Y110Tb)2kO3配比时相对发光强度最高.而共掺杂时,存在着强烈的Eu3+向Tb3+的能量转移,导致红色发光强度的降低而敏化了绿光和蓝光的发射.分析可知,除了激活剂的含量对发光性能有强烈的影响之外,不同的激发波长对体系混合光的形成有很大的影响.当在305nm的激发波长下,可以得到红绿蓝混合光,实现了通过一种荧光粉的激发,发射出近白色的光.为改变灯用三基色荧光粉的组成并降低成本奠定了有利的实验基础.     

电子俘获型材料Sr_3SiO_5∶Eu~(2+),RE~(3+)(RE=Nd~(3+),Ho~(3+),La~(3+))的光激励和长余辉发光性能的研究

通过高温固相法制备出系列电子俘获型材料Sr3SiO5∶Eu2+,RE3+(RE=Nd3+,Ho3+,La3+),并对其光激励和长余辉性能进行了研究。经过紫外光源激发后,利用980nm激光照射时,表现出很强的上转换光激励信息读出响应,其归因于较深陷阱(438K)的存在,这种性能在Sr3SiO5∶Eu2+,La3+和Sr3SiO5∶Eu2+,Ho3+两种材料表现尤为明显。随后,对陷阱的深度和载流子浓度进行了研究,并分析产生光激励性能的原因。热释光光谱中电子俘获参数的计算是通过Chen’s半宽方法,得出438K所对应的陷阱深度值,并与980nm激光辐照光源的能量形成对比。与此同时,共掺稀土离子后的余辉性能也有着较大幅度的提高,Sr3SiO5∶Eu2+,La3+的余辉时间更是达到12h以上。研究结果显示,共掺样品的陷阱结构的改变是导致其光激励及余辉性能的根本原因。     

BaZr(BO3)2:Eu的合成及发光性能研究

用硝酸盐热分解法成功制备了BaZr(BO3)2:Eu(Eu3+的掺杂量为摩尔分数5%)荧光材料,并研究了其在254及147 nm光束激发下的发光特性.254 nm光束激发下的发射主峰位于612 nm处,归属于Eu3+的5D0-7F2的电偶极跃迁,但在147 nm光束激发下的发射主峰位于592 nm处,归属于Eu3+的5D0-7F1的磁偶极跃迁.通过激发光谱分析,上述现象归因于在紫外激发下占据非对称格位Ba2+的Eu3+被优先激发,而在真空紫外激发下占据对称格位Zr4+的Eu3+被优先激发.结果表明BaZr(BO3)2:Eu并不适合作为等离子平板显示器用红色发光材料.     

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.     

长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr2MgSi2O7∶Eu2 (0·2%),Dy3 (8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu2 :5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy3 :4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu2 的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu3 的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr2MgSi2O7∶Eu2 ,Dy3 中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu2 充当空穴陷阱的可能性。     

MgAl2O4:Mn2+绿色荧光粉的合成与光学性质

采用高温固相反应法制备了一系列MgAl₂O₄∶xMn²⁺。在450 nm的蓝光激发下,观察到了Mn²⁺的⁴T₁→⁶A₁跃迁的绿色发光,发射光在x=10%时达到最大值。研究结果表明,在x＞10%之后,材料的发光强度没有明显减弱。发光强度的减弱是由于Mn²⁺导致的缺陷增多引起的。缺陷态与Mn²⁺对于蓝色激发光进行竞争,并且对520 nm的发射光有再吸收过程。温度升高后的发光增强也被观察到。通过变温漫反射谱研究,我们认为这与充当电子陷阱的缺陷态在高温下内部电子被热激发有关。     

K_2ZnSiO_4∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性能

采用高温固相法合成了适合近紫外光、蓝光激发的K2ZnSiO4∶Eu3+红色荧光粉,研究了该荧光粉的发光特性。XRD结果显示,所合成的荧光粉主晶相为K2ZnSiO4。样品的激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200~350nm)和Eu3+离子的特征激发峰(350~500nm)组成,最强峰位于396nm,次强峰位于466nm。在396nm和466nm激发下,样品均呈多峰发射,分别由Eu3+离子的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619nm处峰值最大。增加Eu3+离子的掺杂浓度,荧光粉的发光逐渐增强。在实验测定的浓度范围内,未出现浓度猝灭现象。不同Eu3+浓度样品的色坐标均位于色品图红光区,非常接近NTSC标准。     

SrSO4:Eu磷光体的光释光特性

研究了通过掺杂得到的SrSO4:Eu(01mol%)的粉末样品的光释光(OSL)特性.用90Sr的β射线辐照0116—116kGy后，测定了恒定光源激发的光释光发光曲线(CW-OSL)和线性光源激发的光释光发光曲线(LW-OSL)，对发光曲线分析均得到了四种陷阱成分.采用复合作用响应函数得到SrSO4:Eu辐射剂量响应为线性-亚线性.测量了温度对OSL信号的影响，结果表明OSL信号的温度稳定性很好，最灵敏读出温度约为180℃，说明这时OSL信号来自热激发和光激发的共同作用.用60Coγ辐照100Gy后，测量了热释光(TL)三维光谱，确定了发光波长主要位于375nm，可以确定这是来自于Eu2+能级跃迁的发光. 关键词： 光释光 热释光 SrSO4:Eu     

长余辉材料SrAl2O4:Eu,Dy中Eu的价态变化及对发光性能的影响

采用高温固相法,先在空气气氛下制备了SrAl2O4∶Eu,Dy,后对其进行还原→氧化→还原处理.X射线衍射结果表明,经过还原→氧化→还原处理后样品的晶体结构没有改变.样品的发射光谱测试表明,在高温空气气氛下有少量的Eu3+还原成Eu2+.Eu3+和Eu2+有不同的发光特性,Eu3+产生的是线状特征光谱,发射峰值在592,616 nm.Eu2+产生的是带状光谱,带的中心位置在513 nm.经过还原处理的样品和经过氧化处理的样品相比,Eu2+的浓度得到显著提高,而Eu3+的浓度则急剧下降.对Eu2+的氧化、Eu3+的还原的机理进行了细致地讨论.另外,样品的热释光谱测试表明,经过氧化气氛处理和经过还原气氛处理过的样品的热释光峰值有很大的变化,但陷阱能级深度基本不变,在0.65 eV左右.这表明,对长余辉材料SrAl2O4∶Eu,Dy进行还原→氧化→还原处理,Eu离子价态和发光强度会产生变化,并不影响其中Dy离子的陷阱能级.