Y3+掺杂对CaGdAlO4:Pr3+,Yb3+荧光粉的微结构及其量子剪裁发光的影响

采用自蔓延燃烧法结合后期热处理手段制备得到了Y3+/Pr3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料.实验结果表明:当用与Gd3+离子半径较近的Y3+来取代Gd3+时,Pr3+的光致发光强度增强,使来自Pr3+的4f-5d跃迁的吸收峰峰值位置发生了从261nm至259nm的蓝移.在确定Y3+的最优浓度为50%,Pr3+的最优浓度为0.5%时,进一步制备了Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉材料,并实现了从深紫外到近红外的量子剪裁.在Yb3+的浓度达到6%时,Yb3+位于980nm的发射峰最强.经计算Y3+/Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4材料的量子剪裁效率约为168%,优于Pr3+/Yb3+共掺杂的CaGdAlO4荧光粉.此外,在254nm紫外光照射下,Y3+取代Gd3+的策略在一定程度上抑制了CaGdAlO4荧光粉材料的晶格热化现象.综上,用价格更低的Y部分取代Gd,可使CaGdAlO4:Pr3+/Yb3+荧光粉制备成本降低,并进一步优化其量子剪裁性能.该研究对硅空间太阳能电池的应用开发具有实际意义.     

Ba2RV3O11(R=Y,Gd,La):Eu3+(或Dy3+,Bi3+)的合成及发光性能的研究

本文报导了Eu3+,Dy3+在Ba2RV3O11(R=Y,Gd,La)基质中的光谱性质、Bi3+对Dy3+发射强度的影响及温度对Dy3+发射强度的猝灭情况.研究了被取代离子R3+(R=Y,Gd,La)对基质电行迁移带、Eu3+的红橙比、Dy3+黄蓝比的影响,还给出了Dy3+的浓度猝灭值.     

Ln(BO_3,PO_4)[Ln=La,Y]基质中Ce~(3+)、Tb~(3+)、Gd~(3+)的光谱

研究了硼磷酸镧和硼磷酸钇基质中Ce3 +、Tb3+、Gd3+的发射光谱和激发光谱。结果表明 :La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+的发射降低 ,Tb3+的发射增强 ;Y(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+和Tb3 +的发射均增强 ,且前者增加的幅度高于后者。因此在La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb ,Gd体系中Gd3+离子起着能量传递中间体和敏化剂的作用 ;在Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd体系中Gd3 +离子只起敏化剂作用 ,并且阻碍Ce3+→Tb3+的能量传递。与Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd相比 ,La(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd对紫外吸收强 ,2 5 4nm激发下发出的光绿色纯度高 ,强度大 ,更适合做荧光灯中的绿粉     

(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。     

(Y,G d)(P,V)O_4∶Eu~(3+)荧光粉的发光特性

采用高温固相方法合成了(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 ,经X射线结构分析确定为四方晶系,体心结构,空间群为I41/amd[141]。研究了(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 在VUV及UV激发下的光谱特性,讨论了激活剂Eu3 的浓度对发光亮度的影响。(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 荧光粉的发射主峰在619 nm,证明Eu3 离子占据了非反演对称中心的位置。在(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 (监控619 nm)的激发谱,有一个中心位于156 nm的吸收带,它属于基质的吸收带。将(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 的发光性能与PDP商用红粉(Y,Gd)BO3∶Eu3 进行了比较。(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 的发射主峰在619 nm,比发射主峰为593 nm的(Y,Gd)BO3∶Eu3 色纯度好,是一种很有应用前景的发光材料。     

LED用La2(WO4)3∶Eu3+红色荧光粉合成及光谱性能

 采用水热法并进行热处理成功合成了Eu3+掺杂La2(WO4)3红色荧光粉.通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜,以及能谱来表征荧光粉的晶体结构、颗粒大小、形貌及成分|用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来表征荧光粉的荧光性能.X射线衍射分析确认了水热的前驱体和后期热处理的样品主要相分别为三斜晶系的La2W2O9和单斜晶系的La2(WO4)3.激发光谱表明La2(WO4)3∶Eu3+荧光粉样品在395 nm处有一个最强的吸收峰,与紫外InGaN LED芯片发射波长相匹配|而且La2－xEux(WO4)3荧光粉在395 nm激发下有强红光发射.因此,La2－xEux(WO4)3荧光粉有望成为新一代白光LED用的红色荧光粉.     

Ln7O6(BO3)(PO4)2:Eu(Ln=La,Gd,Y)的VUV-UV激发和辐射发光

本文报道了Ln 7O6(BO3)(PO4)2:Eu(Ln=La,Gd,Y)在VUV-UV区的激发光谱及Eu3+在可见区的发射光谱.其激发光谱包括基质在真空紫外区的激发带和激活剂离子在紫外区的Eu3+-O2-电荷迁移带,随La3+,Gd3+,Y3+离子半径逐渐减小,Eu3+-O2-电荷迁移带的重心位置逐渐向高能量方向移动,Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu和Y7O6(BO3)(PO4)2:Eu在真空紫外区的吸收与Eu3+-O2-电荷迁移带位于紫外区的吸收的比值要高于在La7O6(BO3)(PO4)2:Eu中的这个比值.激发能可被基质吸收,传递给激活剂离子,得到Eu3+的红光发射.在Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu中,5D0→7F1的发射强度较强,在Y7O6(BO3)(PO4)2:Eu中,5D0→7F2和5D0→7F3的跃迁较强.     

惰性离子(La3+,Y3+,Gd3+)对配合物苯乙酮酸邻菲咯啉铕荧光性能的影响

以苯乙酮酸和邻菲咯啉为配体,不同摩尔比铕和惰性离子(La3 ,Y3 ,Gd3 )为中心离子,合成了系列配合物EuxRE1-xL3phen(RE=La,Y,Gd),测定了其荧光激发光谱和荧光发射光谱,研究了惰性离子(La3 ,Y3 ,Gd3 )对Eu3 荧光性能的影响.结果表明,配合物激发光谱相似,均在350～360 nm范围内出现最大激发,属于配体的吸收峰,在398 nm附近出现弱的激发为Eu3 的吸收峰;系列配合物荧光发射光谱相似,均显示Eu3 离子的特征发射光谱,位于583,595,617,654,703 nm附近出现5组强度不同的发射峰,分别归属为Eu3 的5D0-7F0,5D0-7F1,5D0-7F2,5D0-7F3,5D0-7F4能级跃迁.发射光谱表明,系列配合物中La3 离子对Eu3 的荧光发射峰峰位影响最大,EuxLa1-xL3phen中La3 的摩尔分数为0.7时,Eu3 的5D0-7F2跃迁可改变5.2 nm,而Y3 和Gd3 对Eu3 的荧光发射峰峰位影响较弱,配合物EuxY1-xL3phen和EuxGd1-xL3phen中Eu3 的荧光发射峰位变化较小,最大时仅改变2 nm;发射光谱强度表明,La3 对Eu3 的荧光发射影响最大,EuxLa1-xL3phen中La3 含量为0.7时,可使其相对荧光强度增大2倍以上,对其具有很好的敏化作用.这对人们寻找发光性能好、价格便宜的发光材料提供了理论依据.     

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。     

荧光粉MPO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)/Tb~(3+)(M=La,Gd,Y)的结构及发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列MPO4∶Eu3+,Bi3+(M=La,Gd,Y)及MPO4∶Tb3+(M=La,Gd,Y)荧光粉材料,用X射线衍射(XRD)仪对样品结构进行了表征。所合成的LaPO4和GdPO4属单斜晶系,而YPO4属体心立方晶系。用Diamond软件对结构进行分析并绘出了晶胞结构。对样品发光性质的研究结果表明,虽然MPO4(M=La,Gd,Y)均属于正磷酸盐,但由于晶格结构不同,其发光性质也不同。立方晶系的YPO4更有利于掺入其中的稀土离子的发光,Bi3+离子的引入能够明显改善样品的发光性能。     

(Y,G d)(P,V)O4:Eu3+荧光粉的发光特性

采用高温固相方法合成了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺,经X射线结构分析确定为四方晶系,体心结构,空间群为I4₁/amd[141]。研究了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺在VUV及UV激发下的光谱特性,讨论了激活剂Eu³⁺的浓度对发光亮度的影响。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺荧光粉的发射主峰在619nm,证明Eu³⁺离子占据了非反演对称中心的位置。在(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺(监控619nm)的激发谱,有一个中心位于156nm的吸收带,它属于基质的吸收带。将(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发光性能与PDP商用红粉(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺进行了比较。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发射主峰在619nm,比发射主峰为593nm的(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺色纯度好,是一种很有应用前景的发光材料。     

荧光粉MPO4：Eu3+,Bi3+/Tb3+ (M=La,Gd,Y) 的结构及发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列MPO₄：Eu³⁺,Bi³⁺ （M=La,Gd,Y）及 MPO₄：Tb³⁺ （M=La,Gd,Y）荧光粉材料,用X射线衍射（XRD）仪对样品结构进行了表征。所合成的LaPO₄和GdPO₄属单斜晶系,而YPO₄属体心立方晶系。用Diamond软件对结构进行分析并绘出了晶胞结构。对样品发光性质的研究结果表明,虽然MPO₄（M=La,Gd,Y）均属于正磷酸盐,但由于晶格结构不同,其发光性质也不同。立方晶系的YPO₄更有利于掺入其中的稀土离子的发光,Bi³⁺离子的引入能够明显改善样品的发光性能。     

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。     

M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Gd,Lu)红色荧光粉发光性质的研究

用高温固相反应法合成了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Lu,Gd)荧光粉,研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O~(2-)-Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f-f跃迁构成的。M_2Eu_xLa_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba)的O2--Eu~(3+)的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu~(3+)浓度对发光强度的影响。分析了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5和M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5的荧光寿命。     

共沉淀法制备Y(P,V)O_4∶Tm~(3+)荧光粉及其光致发光

采用氨水、双氧水和磷酸氢二铵溶液作沉淀剂,通过共沉淀法制备出Y(P,V)O4∶Tm3+荧光粉,利用XRD、SEM、紫外以及真空紫外激发下的发射光谱对其进行研究。结果表明:共沉淀法制备的Y(P,V)O4∶Tm3+荧光粉的颗粒形貌好,在147nm真空紫外光和254nm紫外光激发下,荧光粉发射主峰位于476nm,色坐标范围为: 0. 167≤x≤0. 200; 0. 146≤y≤0. 183。从这些结果来看,Y(P,V)O4∶Tm3+体系还不能满足实际应用的要求,仍需进一步的深入研究以改善其性能。     

白光LED用红色发射荧光粉YVO_4:Ce~(3+)(Gd~(3+))的制备与表征

用高温固相反应法制备了稀土离子Ce3+、Gd3+双掺杂的YVO4发光材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发以及发射光谱等测试手段对YVO4:Ce3+(Gd3+)荧光粉的制备条件、发光性能以及表面形貌进行了研究。XRD结果表明,在1100℃恒温5 h可得到Ce3+(Gd3+):YVO4纯相。SEM结果显示颗粒基本为球形,粒径约为300~500 nm。激发光谱测试表明,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在近紫外光区(232 nm)和蓝光区(424 nm)可以被有效地激发,用424 nm的蓝光激发样品时,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在611 nm和659 nm处的发光强度最大;因此,这种荧光粉可以作为组合型白光LED的红色发射荧光粉的候选材料。     

La_(1-x)YO_3∶xPr~(3+)荧光粉的溶液燃烧法合成及发光特性

为了研究紫外光作用下La1-xYO3∶xPr3+荧光粉的光致发光特性和发光机理,以尿素为辅助燃烧原料,采用溶液燃烧合成法,制备了不同掺杂浓度的La1-xYO3∶xPr3+荧光粉样品.通过X-射线衍射、扫描电子显微镜和光谱学手段,对La1-xYO3∶xPr3+荧光粉的晶相结构、形貌和发光性质进行了表征和研究.结果表明,所制备的LaYO3∶Pr3+样品具有立方晶形结构,在波长为295nm紫外光源的激发下,荧光粉发射出很强的绿色荧光.随着Pr3+离子掺杂浓度的增加,荧光粉的绿色发光强度也随之增强.当掺杂浓度增至1.0mol%时,其绿色发光强度达到最大.之后,随着Pr3+离子掺杂浓度的进一步增加,荧光粉的绿色发光强度开始逐渐减弱,出现浓度猝灭效应.     

Ln（BO3,PO4）[Ln=La,Y]基质中Ce^3＋、Tb^3＋、Gd^3＋的光谱

研究了硼磷酸镧和硼磷酸钇基质中Ce^3 、Tb^3 、Gd^3 的发射光谱和激发光谱。结果表明：La(BO3,PO4):Ce,Tb体系中加入钆后,Ce^3 的 发射降低,Tb^3 的发射增强,Y（BO3,PO4）：Ce,Tb体系中加入钆后,Ce^3 和Tb^3 的发射均增强,且前者增加的幅度高于后者。因此在La(BO3,PO4):Ce,Tb,Gd体系中Gd^3 离子起着能量传递中间体和敏化剂的作用;在Y（BO3,PO4）：Ce,Tb,Gd体系中Gd^3 离子只起敏化剂作用,并且阻碍Ce^3 →Tb^3 的能量传递。与Y（BO3,PO4）：Ce,Tb,Gd相比,La(BO3,PO4):Ce,Tb,Gd对紫外吸收强,254nm激发下发出的光绿色纯度,强度大,更适合做荧光灯中的绿粉。     

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。     

Cr3+单掺杂及Eu3+/Cr3+共掺杂GdAlO3近红外长余辉发光纳米粒子的制备、微结构及光学特性

同时可作为磁共振成像造影剂与近红外余辉光学成像光学探针双功能的纳米粒子,在生物医学领域具有重要的应用价值。采用自蔓延燃烧法制备了不同掺杂浓度的GdAlO₃∶x%Cr3+及GdAlO₃∶1%Cr3+, y%Eu3+近红外长余辉发光纳米粒子。并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱及发光动力学分析等技术手段,较系统地研究了其微结构及光学特性。实验结果表明,Cr3+取代了GdAlO₃中的Al3+的格位,单掺样品的平均粒子尺寸约为202 nm。GdAlO₃∶x%Cr3+样品的激发谱显示,激发峰来源于Cr3+和Gd3+的跃迁;在583 nm的激发下,在650～750 nm近红外范围内,出现四个近红外光发射峰。其中,725 nm处的发射峰归属为禁戒跃迁2E到4A₂的零声子线, 700和750 nm处的发射峰则为声子边带的发射。在0.2%～2.0%的掺杂浓度范围内,随着Cr3+掺杂浓度的增加,这些发射峰的强度先增强后减弱,最优浓度为1%。而位于735 nm处的发射峰强度随Cr3+浓度增大而增大,其归属于Cr3+-Cr3+对的发光。同时,单掺样品可观察到位于725 nm的长余辉发光,其中GdAlO₃∶1%Cr3+纳米粒子的余辉时间最长,并超过30 s。在上述Cr3+最优浓度（1%）基础上,通过Eu3+取代GdAlO₃基质中Gd3+的格位,实现了Eu3+/Cr3+共掺杂。实验发现,在266 nm激发下,在红光区域范围内可观察到以位于614 nm处的发射为主的一系列发射峰。尤其,由于存在Eu3+到Cr3+的能量传递,在近红外区出现了位于725 nm处Cr3+的近红外发射峰。当Eu3+浓度为13%时,与Cr3+单掺杂样品相比,其样品的平均粒子尺寸虽然减小到167 nm,但在275 nm紫外光照射5 min停止后,发现共掺样品在位于725 nm处Cr3+的余辉发光强度明显增强。通过比较分析单掺和共掺样品的吸收和发射光谱及发光动力学的结果,验证了由于Eu3+到Cr3+的持续能量传递可引起较显著地近红外余辉发光增强的结论。同时,该研究为设计新型的近红外长余辉发光纳米材料提供了新的思路。