Mn2+激活六角铝酸盐CeMgAl11O19-SrAl12O19固溶体的光谱学性质

本文研究(1-x)CeMgAl11O19-xSrAl12O19:Mn2+固溶体光谱学性质。Mn3+在固溶体中的荧光光潜由516nm绿色发射带和630-685nm红色发射带组成。前者归于占据4f格位的四面体Mn2+(g)离子,后者归于位于20格位的八面体Mn2+(r)中心。Mn2+(r)红色发射带随SrAl12O19含量增加而短移,x=0时,为685nm,x=0.8时,短移为630nm。固溶体中Ce3+-Mn2+(g和r)和Mn2+(g)-Mn2+(r)存在能量传递。荧光衰减分析表明,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递是一种电偶极-电偶极相互作用的直接能量传递。随着固溶体中SrAl12O19含量的增加,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递几率降低,临界距离R0减小。当x=0.8时,Mn2+(g)-Mn2+(r)传递消失。与之相反,Ce3+-Mn2+(g)能量传递则随SrAl12O19量的增高而加大。当x=0.8时,固溶体0.2CeMgAl11O19-0.8SrAl12O19:Mn2+中Ce2+-Mn2+(g)传递几率仅略低于商用荧光粉CeMgAl11O19中Ce3+-Tb3+传递几率。这类固溶体是有效的绿色发射荧光体。Mn2+格位(4f和2a)的晶场强度10Dq和Racah参数比C/B随SrAl12O19增加而呈减小趋势。本文表明,固溶体结构的镜面层对晶体光谱性质有大的影响。     

助熔剂法制备的(Ce0.67,Tb0.33)MgAl11O19绿色荧光粉的发光性能

选取典型的助熔剂,利用助熔剂法制备了节能灯用(Ce0.67,Tb0.33)MgAl11O19绿色荧光粉,并对其发光性能进行了对比测试。研究了各单一或复合助熔剂对(Ce0.67,Tb0.33)MgAl11O19荧光粉的发光亮度及颗粒形貌的作用及影响,并找到了最佳复合助熔剂组分为0.2%H3BO3+2.0%Li2CO3+2.0%AlF3(质量分数)。所制备的(Ce0.67,Tb0.33)MgAl11O19荧光粉样品具有较为规则的形貌,且发光亮度与(Ce0.67,Tb0.33)MgAl11O19现有商用粉的比值为103:100。     

PDP用蓝色荧光粉SrMgAl10O17:Eu2+的制备与发光性能研究

以Eu2O3(AR)、Sr(NO3)2(AR)、Mg(NO3)2.6H2O(AR)、Al(NO3)3.9H2O(AR)为原料,NH4HCO3为沉淀剂,采用化学共沉淀法制备前驱物,经一次煅烧制备出蓝色荧光粉SrMgAl10O17:Eu2+。用X射线衍射仪、荧光分光光度计分别测试样品结构与发光性能。结果表明:在1 200℃下煅烧即可生成六方结构的SrMgAl10O17:Eu2+,比高温固相法煅烧温度低300℃;其发射光谱最强峰在470 nm,Eu2+的最佳掺杂摩尔分数为10%;选用H3BO3为助熔剂,可提高粉体发光强度,其最佳质量分数为1.5%。     

镓置换铝对SrAl2Si2O8:Eu2+晶体结构和发光特性的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Sr0.955Al2-xGaxSi2O8:Eu2+ (x=0～1.0)系列荧光粉,研究了Ga3+置换铝Al3+对晶体结构和光谱特性的影响.Ga3+进入SrAl2Si2O8晶格与Al3+发生类质同相替代使晶胞参量a、b、c、β和晶胞体积V都随Ga3+置换量呈线性增大,表明形成了连续固溶体...     

YAG∶Ce发光材料合成的助熔剂研究

采用高温固相法合成YAG∶Ce荧光粉时,传统的以硼酸为助熔剂的产物硬度很大,处理过程中容易破坏晶体形貌,影响发光性能。采用氟化物助熔剂(MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、A lF3)及它们与H3BO3混合助熔剂来制备YAG∶Ce,研究了助熔剂种类及其浓度对制得的粉体发光性能的影响,比较了它们的晶体形貌与物相组成。结果表明,采用不同助熔剂合成的YAG∶Ce的激发光谱及发射光谱基本相同,而BaF2、A lF3、SrF2及它们与H3BO3的混合助熔剂系列,可在一定程度上降低产品硬度、提高产品发光亮度;其中H3BO3~SrF2系列、H3BO3~BaF2系列的晶化程度与粒度分布均有改善;H3BO3~BaF2系列的物相组成比较纯,除Y3A l5O12主相外基本无杂相。     

硼组分在BaAl2Si2O8:Eu2+发光材料中的作用

采用高温固相法在弱还原气氛下制备Ba0.955Al2-xBxSi2O8:Eu2+(x=0～0.5)系列荧光粉,研究B3+置换Al3对晶体结构和光谱特性的影响.B3+以类质同相替代BaAl2Si2O8晶格中的Al3+形成部分连续固溶体,随着B3+置换量的增加,晶胞参数a,b,c和晶胞体积V呈线性递减,晶面夹角β呈线性递增...     

(Ce,Gd,Mn)MgB5O10磷光体的合成及其发光

本文采用固相反应的方法合成了一系列(Ce,Gd,Mn)MgB5O10磷光体。观察到合成温度、灼烧时间、原料配比对磷光体的形成和发光亮度有重要影响。X射线衍射分析表明,磷光体结构与LaMgB5O10相同,属单斜晶系、空间群P21/c。用EPR确定了磷光体中锰离子为二价。测定了(Ce0.2La0.2)MgB5O10,(Gd0.7La0.3)MgB5O10,(Mn0.05La0.95)MgB5O10,(Ce0.2Mn0.05La0.75)MgB5O10,(Gd0.95Mn0.05)MgB5O10、(Ce0.2Gd0.8)MgB5O10和(Ce0.2Gd0.75Mn0.05)MgB5O15等磷光体的光谱。根据光谱数据讨论了(Ce0.2Gd0.75Mn0.05)MgB5O10磷光体中能量传递过程为:Ce3+→Mn2+,Gd3+→Mn2+以及Ce3+→Gd3+→Mn2+,其中Ce3+离子可将能量高效地传递给Gd3+,Gd3+离子起着中间体的作用。     

镓置换铝对SrAl2Si2O8∶Eu2+晶体结构和发光特性的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Sr0.955Al2－xGaxSi2O8∶Eu2+ (x=0～1.0)系列荧光粉,研究了Ga3+置换铝Al3+对晶体结构和光谱特性的影响.Ga3+进入SrAl2Si2O8晶格与Al3+发生类质同相替代使晶胞参量a、b、c、β和晶胞体积V都随Ga3+置换量呈线性增大,表明形成了连续固溶体.镓置换铝对晶胞参量c的影响最明显,b其次,a最小.Eu2+的宽带激发光谱位于230～400 nm,表观峰值位于350 nm,可由267 nm、305 nm、350 nm和375 nm四个峰拟合而成.随着镓置换量增加,较短波长的三个激发峰发生红移并且267 nm和350 nm峰强度减弱,305 nm峰强度明显增强,375 nm峰位和强度基本不变,表观激发峰半高宽由109 nm减小至98 nm,基本不随镓置换量变化.发射光谱位于380～600 nm为不对称宽带,可由406 nm和441 nm两峰拟合而成并且随Ga3+置换量增加线性红移,拟合发射光谱峰面积之比线性递增,Ga3+进入晶格对较长波长发射中心影响较大.Ga3+置换量为1.0 mol时,表观发射峰位从407 nm线性红移至422 nm,表观峰值随Ga3+置换量线性增大,半高宽由58 nm增加至79 nm.镓置换铝造成Eu-O距离变小,发光中心Eu2+所处晶体场增强,5d轨道能级分裂变大,最低发射能级下移.     

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。     

Ce2O3·yAl2O3(y=12±4)系光致发光材料的研究

较仔细地研究了Ce2O3·yAl2O3(y=12±4)系光致发光材料,考察了各种(Al3+/Ce3+比值(8～15)、添加不同的助熔剂(H3BO3、CaF2、LiF、BaF2、MgO和这些化合物的某种组合)以及合成荧光粉的反应温度对材料的光致发光性质的影响,测定了在254nm激发下该材料的发射光谱。结果表明,在(Al3+/Ce3+)=10～11时λmax=454nm附近发光强度最高,在化学计量比成分为CeAl11O18的化合物中添加助熔荆,即使烧结温度降低100～200℃,光致发光性质仍有所改善,特别是添加(5m/0 CaF2+5m/o H3BO3)的材料,在1600℃还原性气氛中烧结3小时可获得最佳性能,其发光强度为CaWO4:Pb的121%。确定了该系统荧光粉的晶体结构,这些材料中的主要相为铅铁氧体六方结构,化学计量比成分为CeAl12O19.5,a=5.561,c=21.980,Dx=4.09g/cm3,Z=2。这类材料是在紫外线激发下有效地发射蓝光的荧光粉,其发光性能对原材料纯度不十分敏感,可以用化学纯的原料代替光谱纯。因此,它的成本较低,有可能在荧光灯中获得实际应用。     

近紫外荧光粉SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)的光致发光特性

采用高温固相反应法制备了xCe~(3+)(x=0.01%,0.05%,0.10%和0.30%)激活的Sr_(1-x)Al_2Si_2O_8近紫外荧光粉,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)检测出荧光粉的物相结构,通过光致发光谱(PL)和激发光谱(PLE)表征了荧光粉的发光性质。结果显示,在中波紫外光激发下,发射峰位于长波紫外区,归属于Ce~(3+)的5d→2 F5/2和5d→2 F7/2跃迁。激发波长308nm时,观察到近紫外SrAl_2Si_2O_8荧光粉的发光强度随Ce~(3+)掺杂量增加而先增大后减小,同时发射峰位置红移。280和325nm波长选择性激发条件下的差异性发射行为表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)具有两种性质不同的发光中心,该结论由监测320和390nm发射时获得的形状具有明显区别的激发光谱亦可得以验证。离子半径的匹配性支持Ce~(3+)优先取代Sr~(2+),同时Van Uitert的经验公式估算结果推断出低浓度的Ce~(3+)生成九配位的Ce(Ⅰ)发光中心,高浓度掺杂情况下部分相互近邻的Ce~(3+)有效配位数减小,形成八配位的Ce(Ⅱ)发光中心。紫外280nm激发下峰位348nm的发射谱带源于Ce(Ⅰ)和Ce(Ⅱ)发光中心共同贡献,紫外325nm激发下发射峰位于378nm的发射带则主要对应于Ce(Ⅱ)发光中心。紫外光激发下Ce~(3+)发射出较强的近紫外光,表明SrAl_2Si_2O_8∶Ce~(3+)是一种适用于研发紫外荧光光源的荧光粉体材料。     

Effect of H_3BO_3 on the phase stability and long persistence properties of Sr_(3.96)Al_(14)O_(25):Eu_(0.01)~(2+), Dy_(0.02)~(3+) phosphor

Sr3.96Al14O25:Eu2+ ,Dy3+ long persistent materials with different weights of H3BO3 prepared by the high temperature solid-state reaction method were characterized by X-ray powder diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), photoluminescence spectra (PL), and thermoluminescence (TL). The results of XRD indicate that the 3% addition of H3BO3 favorable for the formation of pure phase Sr4Al14O25 , and SrAl12O19 was generated when there is a low content or high content of H3BO3 . The average grain sizes of samples grow bigger with an increase of H3BO3 . PL spectra show that the emission peak does not shift evidently and the emission intensity changes little, indicating that the different amount of H3BO3 has little influence on the crystal field. The decay characteristics and TL measurement show that H3BO3 affects the afterglow properties of Sr3.96Al14O25 :Eu2+ ,Dy3+ , because the increasing H3BO3 leads to more defects in the Sr4Al14O25 matrix.     

Eu~(2+),Cr~(3+)共掺杂SrAl_(12)O_(19)发光体的发光性质及能量传递

采用高温固相法制备了Eu2+,Cr3+单掺杂及共掺杂的SrAl12O19发光体,研究了它的发光性质和能量传递动力学过程。Eu2+的5d→4f发射峰位于400 nm,与Cr3+位于350~450 nm波长范围的4A2→4T1的吸收带有显著的光谱重叠,有利于Eu2+→Cr3+的能量传递发生,从而将来自于Eu2+离子的紫光转换为Cr3+的深红光发射。在共掺杂的样品中,当激发Eu2+时观察到Cr3+离子的2E→4A2红色线谱发射。当监测该红色线谱发射时,激发光谱中包含有Eu2+的吸收,证明了在SrAl12O19体系中Eu2+→Cr3+能量传递的存在。能量传递导致Eu2+的荧光寿命随Cr3+浓度的增加而缩短,计算表明能量传递效率随Cr3+浓度增加而提高,当Cr3+浓度为5%时能量传递效率可达到50%。     

温度对于掺杂在SrAl12O19中Pr3+4f5d发射的影响

测量了在真空紫外光激发下,SrAl12O19∶Pr3 在不同温度(308~483 K)时的发射光谱,同时观测到了电偶极禁戒的4f2→4f2和电偶极允许的4f5d→4f2跃迁。随温度升高,4f5d→4f2与1S0发射的相对强度逐渐增强。运用Pr3 4f2组态最高的能级—1S0能级和4f5d组态最低能级间的热平衡模型成功解释了SrAl12O19∶Pr3 发射光谱随温度变化的现象。     

SrAl12O19∶Pr3+中的热激发

研究了SrAl12O19∶Pr3+的光谱中3P1 和1I6的发射. 用3P1→3H5与3P0→3H5发射强度之比测量了温度，通过1I6→1G4与3P0→1G4发射强度之比，讨论了热激发对3P0可见光发射效率的影响. 关键词： 热激发 温度测量 三价镨离子     

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。     

Sr1-xBaxAl2O4：Eu2+ , Dy3+磷光体的 制备及其发光特性

采用高温固相法在1 350 ℃弱还原气氛下制备了Sr_1-xBa_xAl₂O₄ : Eu²⁺ ,Dy³⁺ (x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)长余辉材料,并对其微观结构和发光特性进行了分析。X射线衍射结果表明,当钡的掺杂摩尔分数x＜0.4时,样品晶体结构为SrAl₂O₄单斜晶系结构;当x≥0.4时,样品晶体结构为BaAl₂O₄六角晶系结构;而且随着钡对锶的取代,两种晶体结构的晶格常数都发生了一定程度的膨胀。光致发光测试结果表明,当x从0增大到1.0时,样品发射波长峰值也相应由515 nm逐渐蓝移到494 nm。通过热释光谱测试表明, SrAl₂O₄结构的样品的热释光峰所对应的温度比BaAl₂O₄ 结构的要高,且对应SrAl₂O₄结构的样品的余辉时间更长,初始亮度更高。     

掺Ce3+、Gd3+、Tb3+的CaLaB7O13的光

采用固相反应法合成了接Ce3+、Gd3+、Tb3+的CaLaB7O13,并测定了它们的光谱。在Ce3+的光谱中发现文献中尚未报导的317nm激发峰和293nm发射峰。293发射属于不常见的5d能带中次最低能级向基态的跃迁,并随着Ce3+离子浓度增加而变弱,当掺杂浓度大于0.1mol时,293nm发射峰消失。