结构稳定的高质量荧光材料CaAl_4O_7:Tb~(3+),Ce~(3+)

在本文中制作了CaAl4 O7:Tb3+,Ce3+新荧光材料。烧结温度为 130 0℃ ,烧结环境为N2 + 5 %H2还原气。TEM实验结果表明样品的粒度小于 1μm。X 射线和HRTEM实验证实 ,样品的晶格点阵十分规则 ,而且没有发现掺杂和助溶剂对基质结构的影响 ,表现出十分好的材料质量。光学实验观测到对应于Tb3+离子的 5D4 到7FJ(J=6 ,5 ,4,3) 的跃迁发射峰在 485 ,5 45 ,5 90和 6 2 0nm。CaAl4 O7:Tb3+,Ce3 +降低了基质结构的不确定性 ,同时保持了Tb3+发光中心的特性。     

Sr4Al14O25:RE3+(RE=Eu,Ce,Tb)中稀土离子的发光性质

采用高温固相反应合成了Sr4Al14O25：RE^3 (RE＝Eu，Ce，Tb)样品，研究了其中Eu^3 ，Ce^3 和Tb^3 的光谱性质，以及Ce^3 与Tb^3 共掺时的能量传递现象；发现Eu^3 ，Ce^3 和Tb^3 占有两个格位，与Eu^2 在此基质中的情况相似；在Tb^3 的发射光谱中同时观察到了来自^5D3与^5D4的发射，表明两能级间无辐射跃迁过程不显著；Ce^3 对Tb^3 有敏化作用。     

LaPO4:Ce3+/Tb3+ 纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce^3 和Tb^3 共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce^3 和Tb^3 的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce^3 的激发,Tb^3 的^5D4→^7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce^3 和Tb^3 的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce^3 →Tb^3 的能量传递速率降低了3倍。Tb^3 的^53能级衰减包括两个过程：快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应^5D3→^5D4的弛豫,快过程对应^5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于^5D4的激发态能级上损失的能量更少。     

SrAl2O4:Tb3+,Ce3+发光材料的合成与发光特性

以高温固相法合成SrAl2O4:Tb^3 ,Ce^3 发光材料,蓄光后在暗室中观察发出明亮的绿光。利用X射线粉晶衍射仪对其进行了物相测定,扫描电镜对其进行了晶相与显微结构分析,分析结果表明,合成物为α-SrAl2O4属于单斜晶系。利用荧光分光光度计进行了光谱分析,测定了所合成样品的激发光谱和发射光谱,研究了Tb^3 含量与合成荧光粉发光强度的关系,在SrAl2O4:Tb^3 体系中加入Ce^3 ,发现Ce^3 可将能量传递给Tb^3 ,对Tb^3 起到了敏化作用。     

Sr3B2O6：Tb^3＋，Li^＋绿色荧光粉的发光特性

用高温固相法合成了Sr3B2O6：Tb^3＋,Li^＋绿色荧光粉,并研究粉体的发光性质。发射光谱由位于黄绿区的4个主要荧光发射峰组成,峰值分别位于495,548,598,625nm,对应了Tb^3＋的^5D4→^7F6,^5D4→^7F5,^5D4→^7和^5D4→^7F3特征跃迁发射,548nm的发射最强。激发光谱表现从200—400nm的宽带,可以被近紫外光辐射二极管（near-ultraviolet light-emitting diodes,UVLED）管芯产生的350-410nm辐射有效激发。研究了Tb^3＋掺杂和电荷补偿剂对样品发光亮度的影响。Sr3B2O6：Tb^3＋,Li^＋是一种适用于白光LED的绿色荧光粉。     

Eu3+和Tb3+掺杂的Y2SiO5体系发光特性研究

采用溶胶－凝胶法合成了Eu^3 和Tb^3掺杂的Y2SiO5基发光材料，通过测量它们的激发光谱和发射光谱，研究了它们的发光特性，探讨了材料中Tb^3和Eu^3 两种发光中心间的能量关系。结果表明，Eu^3＋在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为，Eu^3处于非反演对称中心格位；Tb^3在其中的发射为^5D4→^7FJ(J＝4－6）跃迁发射。当Eu^3和Tb^3共存于Y2SiO5基质中时Eu^3的发射增强，Tb^3的发射减弱，存在Tb^3→Eu^3能量传递，Tb^3对Eu^3具有敏化作用。     

Tb^3＋：YAG单晶荧光层中掺杂Ga^3＋的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb^3 ：YAGG单晶荧光层，研究了Tb^3 激活YAG主晶格外延层中Ga^3 掺杂的荧光敏化效应，可以看到在Tb^3 荧光得到显著增强的同时，外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga^3 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽，并与Tb^3 的^7Fe6-^9E、^7E典型吸收峰发生交叠的现象，用基质与Tb^3 之间的声子耦合解释了上述Tb^3 ：YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

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。     

Ce^3＋离子敏化Eu^3＋：Cr^3＋：Sm^3＋：YAG外延层的荧光现象

对Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层中的荧光敏经现象进行了报道和分析，在较高浓度的Ce^3 离子掺杂时，外处层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线，可解释为在Ce^3 离子每化作用下，Eu^3 离子产生了由高位激发态能级^5Di(i=1,2,3）直接到基态能级^7Fj(j=0,1,2,3）的辐射跃迁过程，并且这种Ce^3 :Eu^3 :Cr^3 :Sm^3 :YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料。     

Eu^3 和Tb^3 在LnBaB9O16中的紫外和真空紫外发光性质

研究了Tb^3 和Eu^3 在LnBaB9O16(Ln=La,Gd,Y,Lu)中的紫外和真空紫外光谱性质。X射线粉末衍射数据指标化结果表明,LnBaB9O16(Ln=La,Gd,Y,Lu)系列化合物属于三方晶系.Eu^3 的荧光光谱结果表明,LaBaB9O16和GdBaB9O16中稀土离子占据非中心对称的格位,Eu^3 在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为主;而在YBaB9O16和GdBaB9O16中稀土离子占据中心对铱性的格位,E^3 在其中的特征发射以^5D0→^7F1磁偶极跃迁为主．Tb^3 在LaBaB9O16和GdBaB9O16中的发射为^5D3→^7F0和^5D4→FJ(J=0-6)辐射跃迁,在YBaB9O16和LuBaB9O16中只能观察到^D4→^7FJ(J=3-6)辐射跃迁。与Eu^3 的发光性质相反,Tb^3 占据非中心对称的格位时的发射强度比占据中心对称的格位时要弱得多．Eu^3 和Tb^3 掺杂的样品在真空紫外波段的吸收弱。     

CaAl3BO7：RE(RE=Ce,Gd,Tb)中稀土离子的光谱特性

采用固相反应法合成了CaAl₃BO₇RE(RE=Ce,Gd,Tb),研究了Ce³⁺,Gd³⁺和Tb³⁺的光谱特性。发现铈离子周围存在较强的晶场,使基态的4f能级劈裂较大,从而导致铈离子的特征发射峰重叠较大;Ce³⁺的5d能级明显低于Gd³⁺的⁶I、⁶P能级;Ce³⁺和Tb³⁺之间存在有效的能量传递。     

Ce~(3+)、Tb~(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。     

LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+与Tb3+间能量传递

本文利用毫微秒技术在ns秒量级测量了不同浓度组分的LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+发射带的衰减常数τCe值和时间分辨光谱,确立了Ce3到Tb3+能量传递过程模型,建立了动力学方程和导出能量传递的计算公式。据此计算出Ce3+到Tb3+的能量传递几率和效率,得出Ce3+,Tb3+的最佳浓度。     

LaOBr:Ce,Tb中Ce3+对Tb3+发光的影响

近年来人们对LaOBr:Tb的合成及其发光特性的研究日益增多。LaOBr:Tb不仅是良好的X光增感屏材料,也是较好的阴极射线发光材料。为了进一步提高它的亮度,降低了b的含量(因Tb很贵),寻求LaOBr中Tb3+发光的敏化剂是很重要的。     

Tb~(3+)和Ce~(3+)在Sr_7Zr(PO_4)_6基质中能量传递及发光特性研究

用高温固相法制备了Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)、Sr_7Zr(PO_4)_6∶Ce~(3+)及Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+),Ce~(3+)一系列荧光粉,并通过X射线衍射仪及荧光光谱仪分析了其结构和发光性质。结果表明,Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)呈现特征绿色发射,最强发射峰位于543 nm,属于Tb~(3+)的5D4→7F5跃迁,激发峰位于226 nm处,但激发带较窄。为拓宽其激发带的宽度,在Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)中掺入了Ce~(3+),观察到掺入Ce~(3+)后激发带变宽,且在Ce~(3+)的激发波长处激发得到了Tb~(3+)的发射,表明存在Ce~(3+)到Tb~(3+)的能量传递。     

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%.     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO.0.84P2O5.0.16B2O3:RE3 (RE=Ce,Tb)荧光粉,研究了其中Ce3 ,Tb3 的光谱性质,以及Ce3 与Tb3 共掺杂时的能量传递现象。发现Ce3 在232,296nm处有两个激发带,发射光谱中也有两个峰,且两者重叠严重,用高斯分峰拟合得到曲线峰值分别为325,344nm,这两个发射峰可能来自于两个不同的发光中心的发射。Tb3 的激发光谱中以370nm的激发峰最强,发射光谱中同时观测到来自5D3和5D4的发射,表明在此体系中能级5D3和5D4间的无辐射跃迁过程不显著。Ce3 和Tb3 在此基质中的共掺杂存在Ce3 到Tb3 的有效能量传递。     

Ce3+,Tb3+氟化物磷光体的发光性质比较

采用溶液反应和固相反应分别合成了Ｋ３ＡｌＦ６基质化合物及ＫＢＦ４：Ｃｅ,Ｔｂ和Ｋ３ＡｌＦ６：Ｃｅ,Ｔｂ等磷光体,研究了它们的光谱特性,并与ＫＡｌＦ４：Ｃｅ,Ｔｂ、ＣａＦ２：Ｔｂ和ＡｌＦ３：Ｃｅ,Ｔｂ等磷光体的发光特性进行了比较。结果发现,ＣａＦ２：Ｃｅ,Ｔｂ、ＡｌＦ３：Ｃｅ,Ｔｂ、ＫＢＦ４：Ｃｅ,Ｔｂ和Ｋ３ＡｌＦ６：Ｃｅ,Ｔｂ等磷光体中Ｃｅ＾３＋对Ｔｂ＾３＋的能量传递不能有效进行,有时Ｔｂ＾３＋起     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用高温熔融法制备Ce~(3+)或Tb~(3+)单掺和Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。通过透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线等手段对其发光性能进行研究。实验结果表明:在紫外光的激发下,Tb~(3+)掺杂闪烁玻璃发出明亮的绿光(544 nm),而Ce~(3+)掺杂闪烁玻璃发出蓝紫光。对于Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃,在紫外光和X射线激发下均观察到Ce~(3+)离子敏化Tb~(3+)离子发光的现象,这是由于存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量转移。Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃的最佳Ce2O3掺杂摩尔分数为0.2%,此时Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递效率为45.7%。在X射线激发下,Ce_2O_3摩尔分数为0.2%的Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃在544 nm处的发光强度是Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)闪烁晶体在500 nm处发光强度的4.2倍,积分闪烁效率达到BGO晶体的55.6%,这有利于在高分辨率医学成像中降低辐射剂量。     

CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体的合成与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了CaAlO4：Eu^2＋,Nd^3＋纳米粉体发光材料。利用DTA,TG,XRD,SEM,光谱分析等手段对样品进行了结构和性能分析。实验结果表明,800℃烧结的样品形成已CaAl2O4晶相,样品平均晶粒尺寸为20～40nm,与CaAlO4：Eu^2＋,Nd^3＋粗晶材料相比,样品的发光光谱发生了“蓝移”,热释光峰值向高温移动了96℃,且曲线形状变宽,发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,发光余辉时间5h。