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。     

新型绿色发光材料(Ce0.67Tb0.33)MgAl11O19∶Mn2+的合成及其光学性能

采用高温固相法成功地合成了新型高效绿色荧光粉(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+。通过XRD和荧光光谱等对其结构及发光性能进行了系统研究。结果表明:新合成的(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+与典型的商用绿粉(Ce0.67Tb0.33)MgAl11O19(CMAT)具有相同的晶体结构;激发光谱处于237～326 nm范围内,由一个峰位位于291 nm的宽激发带组成,这是典型的Ce3+的特征激发;在紫外光激发下,该荧光粉除了在490,541,590,620 nm存在Tb3+的特征发射峰外,还在516 nm出现了一个较强的归属于Mn2+的4T1g(G)→6A1g(S)电子跃迁的宽发射峰。Mn2+作为共激活剂增大了该荧光材料在绿色区域的发射面积,其中(Ce0.67Tb0.33)Mg0.850Al11O19∶0.150Mn2+荧光粉发射光谱的积分面积最大,为CMAT的226%,其CIE坐标为(0.194,0.695),比CMAT(0.288,0.572)更加接近NTSC标准值(0.21,0.71),即Mn2+的引入不但提高了荧光粉的发光效率,而且改善了其色纯度。结果表明新型(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+绿色荧光粉比传统的CMAT在显示领域具有更好的潜在应用前景。     

橙红色荧光粉Ca3Y2(Si3O9)2∶Sms3+的制备及发光性能的表征

采用高温固相法合成了Ca3Y2－2x(Si3O9)2∶2xSm3+系列荧光粉,并表征了材料的发光特性.X射线衍射图谱表明:得到的样品为纯相Ca3Y2(Si3O9)2晶体;样品的激发光谱主要来源于Sm3+的特征激发;分别采用紫外、近紫外和蓝光作为激发源,样品均发射橙红光.在402 nm近紫外光激发下,Ca3Y2(Si3O9)2∶Sm3+发射光谱主要由3个峰组成,发射峰值分别位于565 nm、604 nm和651 nm,归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5, 7, 9)跃迁,其中发射主峰位于604 nm处.通过时间分辨光谱测得Sm3+的4G5/2能级的荧光寿命.随着Sm3+摩尔浓度的增加,样品发光强度先增强后减弱,当x=0.02时发光强度达到最大,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.     

白光LED用球形Y2.96Al5O12:0.04Ce3+荧光粉的制备及光致发光

采用水热-热解法制备了可用于实现白光LED的Y2.96Al5O12∶0.04Ce3+荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及荧光光谱(PL)等对Y2.96Al5O12∶0.04Ce3+荧光粉的物相、形貌及光致发光性能进行了表征。结果表明:水热-热解法制备出了物相纯净、分散性良好的球形Y2.96Al5O12∶0.04Ce3+粉体,该荧光粉可被460nm蓝光有效激发,发射光谱为峰值在550nm的一宽带,且水热-热解法得到的YAG∶Ce3+粉体发射强度优于传统高温固相法合成的YAG:Ce3+荧光粉;通过积分球耦合荧光光谱仪对荧光粉与蓝光芯片配合所得白光LED的量子效率进行了测试,结果表明:水热-热解法制备的Y2.96Al5O12∶0.04Ce3+荧光粉绝对量子效率为88.40%,外量子效率为78.64%,色坐标为(0.453 8,0.531 8),色温为358 4K,该方法制备的Y2.96Al5O12∶0.04Ce3+荧光粉稳定性及数据测定的重现性较好,是一种适用于暖白光LED的高性能黄色荧光粉。     

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。     

不同激发波长对Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+红色长余辉发光材料发射光谱的影响

采用高温固相法合成了Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料。用X射线衍射仪及荧光分光光度计对材料物相及光谱性能进行了分析。结果表明:所得样品为Sr3Al2O6的纯相,在360nm波长的激发下,得到波峰为537nm的宽带发射光谱;在468nm波长的激发下,得到波峰为590nm的宽带发射光谱;在波长为394nm的激发下,537和590nm的峰同时出现。根据晶格场效应和电子云膨胀效应,对不同激发波长对Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+发射光谱的影响进行了解释。结果表明:在Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+中发光中心因其5d能级劈裂幅度不同及4f65d1能带重心不同而导致发光颜色的不同。     

Ce3+,Pb2+和Sn2+离子在β′-Al2O3型六角铝酸盐1.30BaO·6Al2O3中的发光性质

本文研究稀土离子Ce3+和S2型离子(Pb2+和Sn2+)在β′-Al2O3型富钡相六角铝酸盐1.30BaO·6Al2O3中的发光性质。发射光谱和激发光谱表明,在富钡相中激活离子占据两个不等当的晶体学格位。Ce3+激活的样品,发射光谱由四个带组成,其相对强度不依赖于激活离子的浓度,不同Ce3+发光中心间没有能量传递。对于Pb2+和Sn2+,在紫外激发下,荧光光谱包含三个带,Pb2+的带峰值为390nm,425nm和485nm;Sn2+为388nm,418nm和457nm。425nm和418nm发射分别归于占据晶体学BR格位的Pb2+和Sn2+;390nm和388nm发射归于反BR格位上的Pb2+和Sn2+;而485nm和457nm的带分别是Pb2+和Sn2+的离子对的发射。离子对是由占据(Ba)nO镜面层上的BR和反BR格位的Pb2+(或Sn2+)所形成。Pb2+和Sn2+离子的发光按照Sx型离子能级作了讨论。     

一种新型Ca3Mg3Si4O14:Eu2+绿色荧光粉的制备及其性能研究

采用CaCO3,MgO,SiO2,Eu2O3原料,通过高温固相法制备了Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉.通过XRD图谱和PL光谱图,研究了Eu的掺杂浓度与助溶剂(NH4Cl,BaF2)对Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉结构、发光性能和热稳定的影响.XRD图谱对比结果表明,制备的Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉XRD图与理论计算得到的图谱几乎一致.Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉在360～450 nm有很强的激发强度,并且在440 nm激发下发射峰值波长为530 nm的发射光.随着Eu2+离子浓度的增加,发射光谱出现了红移,且在Eu2+离子浓度约为6％时发生了浓度猝灭现象.当添加NH4Cl和BaF2作为助溶剂,Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉的发光强度有一定提高.与未添加助溶剂的Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉的发光强度相比,添加NH4Cl助溶剂后发光强度增加了70％.此外,当温度升高至150 ℃时,Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉和商用绿色荧光粉的发光强度分别降低了7.6％和14％,表明Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉具有良好的热稳定性.这些发光性能均表明Ca3Mg3Si4O14:Eu2+荧光粉是是一种可应用于固态照明的有前景的绿色荧光粉.     

Sr_3B_2O_6∶Eu~(3+),Li~+荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法合成Sr3B2O6∶Eu3+,Li+红色荧光粉,考察了激活剂Eu3+和电荷补偿剂Li+浓度对Sr3B2O6∶Eu3+,Li+荧光粉发光性能的影响。结果表明:适量掺杂Eu3+、Li+离子并不改变Sr3B2O6的结构。当Eu3+掺杂量为4%、Li+的掺杂量为8%时,在900℃下灼烧2 h可以得到发光性能最佳的Sr2.9B2O6∶0.04Eu3+,0.08Li+红色荧光粉。以394 nm的近紫外光激发时,Sr3B2O6∶Eu3+,Li+荧光粉发射出红光,对应于Eu3+的4f-4f跃迁,其中以614 nm附近的5D0→7F2跃迁发光最强,是一种有潜力用于白光LED的红色荧光粉。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

Ca_9NaZn(PO_4)_7∶Ce~(3+),Mn~(2+)荧光粉的发光性质及能量传递

采用高温固相还原反应合成了新型单相荧光粉Ca9Na Zn(PO4)7∶Ce3+,Mn2+,并对Ce、Mn单、双掺荧光粉的发光性能和能量传递进行分析。在303 nm紫外光激发下,Ce3+,Mn2+双掺体系发射光谱中位于374 nm和650 nm两处的宽带发射峰分别来自于Ce3+的5d→4f和Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)能级跃迁。在该体系中,发现Ce3+和Mn2+之间存在有效能量传递,使得Mn2+的红光发射强度明显增强,能量传递的临界距离Rc=13.85?(1?=0.1 nm),并被证实属于偶极子-四极子共振能量传递。最终,从CIE色度坐标可以看出,通过对共掺离子浓度相对大小的调节可实现从蓝紫光到红光的颜色调控。     

用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+的发光性质

用高温固相法合成了Eu2+,Mn2+共激活的Ca2SiO3Cl2高亮度白色发光材料,并对其发光性质进行了研究.该荧光粉在近紫外光激发下发出强的白色荧光,Eu2+中心形成峰值为419 nm和498 nm的特征宽带,通过Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为578 nm的发射,三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光.激发光谱均分布在250-415 nm的波长范围,红绿蓝三个发射带的激发谱峰值分别位于385 nm,412 nm,370 nm和396 nm处,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+是一种很有前途的单一基质白光LED荧光粉.     

Ca_2SrAl_2O_6荧光粉中Ce~(3+)和Tb~(3+)的光谱性能研究及能量传递

采用高温固相法合成了用于紫外芯片(UVLED)激发的绿色荧光粉Ca2SrAl2O6:Ce3+,Tb3+。测量了其激发光谱和发射光谱,结果显示,材料的发射谱由峰值位于497,545,595和623nm的4组窄带组成,其中位于545nm的发射峰最强,样品能发射很好的绿光;监测545nm发射峰,得到的激发谱由位于320～400nm之间的激发带组成,能被UVLED很好地激发。研究了Ca2SrAl2O6荧光粉中Ce3+对Tb3+发光的敏化现象,发光的敏化作用缘于Ce3+和Tb3+之间的高效无辐射能量传递。共掺激活剂的最佳掺杂浓度为4mol%。     

白光LED用Ca7（SiO4）2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6;在紫外光激发下,样品的发射谱包括418和502nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰,得到了峰值位于290和360nm处的两个宽带激发谱,说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响,最佳掺杂浓度为0.75mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。     

Sr5-x（PO4）2SiO4∶xEu2+磷灰石荧光粉的发光性能及LED应用研究

采用高温固相法在还原气氛下合成了Sr5-x(PO4)2SiO4∶xEu2+磷灰石型荧光粉。通过XRD、PL、SEM对样品的晶体结构、激发和发射光谱以及形貌进行了表征。在Eu2+浓度较低时,Eu2+占据不同的晶体格位而形成两个发光中心,发射光谱具有双发射峰;随着掺杂浓度的增加,Eu2+之间的能量传递使黄光区域的发射峰强度逐步增强,并在x=0.075时达到最大值。发射光谱红移可能是Eu2+受晶场强度和能量传递共同作用的结果。考察了该材料在白光LED中的封装应用性能,其双发射峰有助于提升白光LED光源的显色性。     

Yb3+和Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发光

在980 nm LED激光器激发下,研究了Yb3+-Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发射特性。比较了Y2O3∶0.20 Yb3+,0.03Er3+和Y2O2S∶0.20 Yb3+,0.03Er3+以及NaYS2:0.20 Yb3+,0.03Er3+粉末样品的上转换发光光谱,探讨了Er3+上转换发射对基质的依赖性,分析了S2--Yb3+和S2--Er3+电荷转移态对Yb3+-Er3+间能量传递和能级间跃迁几率的影响,借助于能级图解释了在不同基质中Yb3+-Er3+间的能量传递和Er3+的上转换发光机制。     

PbO对YAG∶Ce3+发光性能的影响

在YAG∶Ce3+荧光粉中加入黄色PbO,得到YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉。比较了PbO掺入前后荧光粉的发射光谱,结果表明:PbO的加入可以使Ce3+的黄光发射发生红移,增加了光谱的红光成分;同时,Ce3+的发射强度也有所增加,形貌表明PbO可能起助熔作用,在PbO的含量为5%时,强度增加10%。比较YAG∶Ce3+,Pb2+和YAG∶Ce3+的温度特性曲线,证明YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉的温度特性好于YAG∶Ce3+荧光粉。     

用于白光LED的高亮度蓝白色荧光粉Ca2SiO3Cl2：Eu2+的发光性质

采用固相法在较低温度下合成了Eu²⁺激活的Ca₂SiO₃Cl₂高亮度蓝白色发光材料,并对其发光性质进行了研究。其发射光谱由两个谱带组成,峰值分别位于420,498nm处,归结为Ca₂SiO₃Cl₂晶体中占据两种不同Ca²⁺格位的Eu²⁺离子的5d→4f跃迁发射。改变Eu²⁺浓度,可以使样品的发光在蓝白色和绿白色之间变化。当Eu²⁺浓度为0.005mol^-1时,样品呈现很亮的蓝白色发光。两个发射峰的激发光谱均分布在250~410nm的波长范围内,峰值分别位于333,369nm处。Ca₂SiO₃Cl₂:Eu²⁺可被InGaN管芯产生的近紫外辐射有效激发,是一种性能良好的白光LED用单一基质蓝白色荧光粉。     

Ba9Y2(SiO4)6: Ce3+,Mn2+荧光粉的发光特性及能量传递

利用高温固相法制备了Ba₉Y₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(BYS:Ce³⁺,Mn²⁺)荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)谱、激发和发射光谱及荧光寿命的测试对材料的结构、发光特性和能量传递进行了研究。在327 nm激发下,BYS:Ce³⁺,Mn²⁺发射光谱中包含2个发射峰,分别为位于407 nm的Ce³⁺的蓝紫光发射和位于597 nm的Mn²⁺的红光发射。在该体系中,发现了Ce³⁺向Mn²⁺的有效能量传递,使得Mn²⁺在597 nm处的红光发射显著提高,当x(Mn²⁺)=0.25时,BYS:Ce³⁺,xMn²⁺的能量传递效率可达39%。实验表明,该荧光粉可为紫外基白光LED提供良好的红光光源。     

白光LED用新型Ce,Pr掺杂的YAG单晶荧光材料的光谱性能研究

为了改善白光LED用荧光材料效率低、均匀性差、光衰大、寿命短及物化性能差等不足,本文采用单晶荧光材料取代荧光粉来制备白光LED,并对白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能进行了研究.采用提拉法生长了白光LED用Ce∶YAG及Pr,Ce∶YAG晶体,并通过吸收光谱,激发、发射光谱对晶体材料的光谱特性进行表征.研究表明,Ce∶YAG单晶荧光材料可以被发射波长460 nm左右的蓝光芯片有效激发,产生一个范围为480~650 nm宽峰发射.通过Pr3+,Ce3+离子共掺杂可以有效补偿Ce3+离子单掺杂YAG荧光材料发光中的红色发光成分.