纳米晶ZrO2：Pr^3＋与ZrO2：Pr^3＋，Sm^3＋发光研究

采用化学共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：pr^3＋粉体，所制备的纳米晶ZrO2：Pr^3＋粉体中Pr^3＋的强室温特征发射的两个主发射带为^1D2-^2H4和^3P0-^3H4跃迁。不同热处理温度下纳米晶ZrO2：Pr^3＋晶体结构不同，因此它们的发光不同；ZrO2基质向Pr^3＋有能量传递，在高温煅烧得到的单斜相配位场中能量传递较好。荧光强度与Pr^3＋浓度的关系研究表明：^3P0和^1D2功能级有不同的猝灭规律，由于[^1D2,^3H4]→[^1G4,^3F4]的交叉弛豫，使得^1D2-^3H4跃迁的猝灭浓度很低，在我们的实验中，掺0．1mol％Pr^3＋时^1D2-^3H4地跃迁发射最强，掺2mol％Pr^3＋时^3R0-^3H4跃迁发射最强。文章制备的纳米晶ZrO2：Pr^3＋，Sm^3＋中Sm^3＋的^4G（5-2）～^6H（7／2）跃迁荧光峰因Pr^3＋加入而增强，这除了两种离子某些能级相近产生荧光发射的叠加效应外，还存在Pr^3＋→Sm^3＋的能量传递。     

溶胶-凝胶法制备掺Sm3+的SiO2玻璃的结构及发光性能

利用溶胶－凝胶技术制备了掺不同量Sm^3+和不同退火温度下的SiO2凝胶和玻璃,通过三维荧光光谱、激发光谱、发射光谱的测试,确定了Sm^3+在SiO2凝胶玻璃中的最佳激发波长为360nm,最强发射波长为610nm,激发光谱的峰位置在360、393、464nm处,发射光谱的峰位置在578、591、595、610、732处,分别归属于^4G5/2-^6H5/2、^4G5/2-^5H7/2、^4G5/2-^6H11/2跃迁,并证明当掺杂量达到1．15％时,Sm^3+的发光最强,当Sm^3+的掺杂量超过1．15％时,发生浓度猝灭效应。     

Eu3＋掺杂CaO的合成与红色长余辉发光性能研究

采用共沉淀结合高温分解方法合成了CaO：Eu3＋红色长余辉发光材料．X射线衍射分析表明,随着温度的升高,产物相结构逐渐由碳酸钙的混合相变为单相结构,继而生成单相氧化钙结构．CaO：Eu3＋的激发谱显示为255nm左右的一个宽激发带和393nm的激发峰,宽激发带来源于CaO晶格的电荷迁移（CTB）,发射光谱对应于Eu3＋的。D→7FJ（J=0,2,3,4）的跃迁．室温观察到CaO：Eu3＋强的红色长余辉发射,热释光测量证实在CaO：Eu蚪中存在深度大约为0．69eV的陷阱能级,这是CaO：Eu3＋在室温具有红色长余辉的微观原因．存在的陷阱能级可能来源于Eu3＋取代Ca2＋进入晶格后,由于电荷的不等价替换而引入了电子陷阱．余辉衰减曲线的研究表明,样品的余辉发光可能与陷阱及发光中心之间的量子隧穿有关．     

Yb3＋／Er3＋共掺NaYF4的晶体结构和上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸（EDTA）为螯合剂,用一种改进的共沉淀法制备了 Yb3＋/Er3＋共掺的立方相NaYF4和Yb3＋/Er3＋/Gd3＋三掺的六角相NaYF4纳米晶。用透射电子显微镜、X射线衍射、荧光光谱等测量手段对样品的形貌、晶相和发光性能进行了表征。结果表明,通过掺杂Gd3＋,实现了NaYF4基质从立方相到六角相的相变。虽然据报道六角相的NaYF4比立方相的NaYF4上转换效率高,但是相变对上转换荧光光谱的影响还不清楚。本文着重研究了相变对晶格场能级分裂、发光强度和发光颜色的调控作用,提出了荧光增强和发光颜色可调的机理。用10 mW ,980 nm二极管激光激发,在立方相和六角相样品中均观察到肉眼可见的上转换荧光发射,分别是525/550 nm附近2 H11/2/4 S3/2→4 I15/2跃迁引起的绿光发射和657 nm附近4 F9/2→4 I15/2跃迁引起的红光发射。与立方相样品相比,六角相样品荧光发射谱线变窄,荧光强度增强了一个量级,出现了2 H9/2→4 I13/2跃迁引起的新发射峰,红绿比由2∶1增大到3∶1,这是因为六角相基质的晶格场对称性降低,于是增强了上转换荧光强度,同时六角相的晶胞体积变小,提高了掺杂离子周围的晶格场强度,导致发射谱线变锐,表明相变可以调节晶格场能级分裂,发光强度和发光颜色。     

稀土离子（Sm3+）有机配合物的合成及光谱性能的研究

本文合成了稀土离子（Sm3+）的三种β二酮类二元有机配合物Sm(HFA)3，Sm(TTA)3和Sm(DBM)3.对配体HFA，HTTA和DBM及配合物Sm(HFA)3，Sm(TTA)3和Sm(DBM)3的吸收光谱和荧光光谱进行了测试与分析.发现Sm(HFA)3和Sm(TTA)3在645 nm处（对应Sm3+的4G5/2→6H9/2跃迁）有很强的荧光峰，可以观察到明显的红色荧光.并且分析了配合物和配体的能级结构、配体的取代基、配体结构对称性以及C-H键含量对配合物光谱性能的影响，证明了HTTA是Sm3+发红色荧光的优良配体.     

(Lu,Y)2SiO5∶Ce3+与SrSO4∶Dy3+材料低温热释光及其测试仪器的研究

为了分析材料在低温下的陷阱能级,获得更多有关缺陷结构的信息,研制了一套由STM32微控制器为核心的低温热释光发光谱测量系统。设计了低温样品室,采用液氮冷却样品;STM32通过控制加热电流,实现样品以恒定速率升温,从而获得低温热释光发光曲线或三维热释光谱。温度测量范围为85~400 K,升温速率范围为0.1~10 K/s。设计了由STM32控制X射线及紫外光源的驱动电路,用于样品的激发。采用高灵敏度CCD实现对三维热释光谱的测量,采用单光子计数器获取二维热释光发光曲线。利用该系统测试了（Lu,Y）₂SiO₅:Ce³⁺（LYSO:Ce³⁺）单晶闪烁体与SrSO₄:Dy³⁺粉末样品的热释光谱及辐射发光光谱。观察到LYSO:Ce³⁺在108,200,380 K左右的热释光峰,发光波长位于390~450 nm之间,是明显的宽带峰。在低温下由于基质的自陷激子（STE）发射所形成的发射峰在166 K时发生猝灭。在309 K时,Ce³⁺发射峰展宽为单一发射峰;SrSO₄:Dy³⁺发光峰温度为178,385 K,发光波长由Dy³⁺离子的能级跃迁决定,在480,575,660,750 nm处呈现窄带发光峰。结果表明,系统人机交互界面友好,实验数据可靠,智能化程度高,操作简单。     

基于邻菲咯啉的反应型三元铕配合物的合成与荧光性质

以二苯甲酰甲烷(HDBM)为第一配体,5-丙烯酰胺基-1,10-菲咯啉(Aphen)为活性第二配体,制备了新的反应型三元铕配合物Eu(DBM)₃Aphen。通过元素分析、红外光谱和热分析对配合物进行了组成确定,采用紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命和荧光量子产量研究了配合物的光物理性能。结果表明,在紫外光激发下,配合物Eu(DBM)₃Aphen能发射Eu3+的特征荧光,其荧光发射强度、单色性、荧光寿命和荧光量子产率等均显著高于文献报道的丙烯酸配合物Eu(DBM)₂AA的相应数值,表明配合物Eu(DBM)₃Aphen不仅可作为潜在的红色发光材料,还可作为反应型的配合物,为制备具有优异发光性能的稀土聚合物提供了一条新的途径。     

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。     

铕与苯乙酮酸、1,10-罗啉及三苯基氧膦配合物的合成、结构表征及荧光性能的研究

以硝酸铕、苯乙酮酸（HE）、1,10-罗啉（phen）和三苯基氧膦（TPPO）合成了Eu—L,EuL3phen和EuL2（TPPO）2NO3三种新型固态配合物。用元素分析、电导率、红外光谱、核磁共振谱对配合物进行了表征,确定了三元配合物的组成。IR表明,苯乙酮酸与Eu^3＋离子形成配合物后△v（vas（CO2^-）-vs（CO2））（△v（Eu—L）=391cm^-1;△v（EuL3phen）=389cm^-1;△v（EuL2（TPPO）2NO3）=402cm^-1）值均大于钠盐的△v（379cm^-1）值,配合物中羧酸根以单齿方式配位;配合物中苯乙酮酸的α-酮基参与配位,其红外吸收峰移向低波数。在^1H NMR中,苯乙酮酸苯环上5个氢原子的化学位移在形成配合物后移向高场。室温下测定了配合物的荧光激发光谱和发射光谱。激发光谱表明配合物Eu—L,EuL3phen和EuL2（TPPO）2NO3最佳激发波长分别为374．0,358．2和383．4nm。发射光谱显示Eu^3＋离子的特征发射光谱。分别是^5D0-^7F0,^5D0-^7F1,^5D0-^7F2,^5D0-^7F3,^5D0-^7F4跃迁（Eu—L：577．8,590．2,614．0,648．4,695．4nm;EuL3phen：578．0,588．4,591．6,611．2,617．0,649．4,687．6,698．6nm;EuL2（TPPO）2NO3：577．8,590．4,614．6,649．2,697．6nm）。荧光光谱表明TPPO对Eu^3＋离子的荧光发射有明显增强作用。     

MCeO3：Eu^3＋（M=Sr，Ba）的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的MCeO3（M=Sr，Ba）发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示，Eu^3＋离子容易替代MCeO3晶格中M^2＋离子的位置。荧光光谱测试结果表明，Eu^3＋掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带，峰值分别位于311和320nm左右，它们属于Ce^4＋-O^2-的电荷迁移带，SrCeO3和BaCeO3基质与Eu^3＋离子之间存在着能量转移。在MCeO3：Eu^3＋样品中，Eu^3＋的发射主要来自于^5D0激发态能级，其中以磁偶极跃迁^5D0-^7F1发射强度为最大；此外样品中还存在着较高的^5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCe03：EU^3＋样品的发射强度远大于BaCeO3：EU^3＋样品。     

Influence of ligands on the photoluminescent properties of Eu in europium β-diketonate/PMMA-doped systems

Three kinds of europium β-diketonates Eu(DBM)₃, Eu(BA)₃ and Eu(TTA)₃ (DBM: Dibenzoylmethane; BA: 1-Benzoylacetone; TTA: Thenoyltrifluoroacetone) were doped in poly(methyl methacrylate) (PMMA) matrix. The doped systems were studied by using photoluminescent (PL) spectroscopy, emission decay experiments and X-ray diffractometry. Eu(III) ions in the doped Eu(DBM)₃/PMMA systems have two distinct symmetric sites and the emission band changes greatly with the compositions. Eu(III) in the Eu(BA)₃/PMMA systems gives only one symmetric site in the doped systems and the emission band changes slightly with the compositions. Although two distinct symmetric sites of Eu(III) can be distinguished in the doped systems of Eu(TTA)₃/PMMA, the two sites have similar ⁵D₀ lifetimes and the luminescent spectra almost do not change with the compositions. XRD reveals that crystallites were formed in the doped Eu(DBM)₃/PMMA systems that have different crystalline structure from that of the chelate, and Eu(BA)₃ and Eu(TTA)₃ exist in amorphous state in the doped systems. The difference between the PL properties and structures of the doped systems for the three kinds of chelates should be attributed to different interactions between the chelate molecules and between the chelate and PMMA.     

发红色荧光铽配合物的合成及荧光性能的研究

以二苯甲酰甲烷(HDBM)为第一配体,邻菲罗啉(phen)和二吡啶并[3,2-a:2',3'-c]哇喔啉(dpq)为第二配体合成两种三元铽配合物,并进行元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导率、红外光谱、紫外光谱、荧光激发和发射光谱的测定,推测化合物的组成分别为:Tb(DBM)3phen,Tb(DBM)3dpq.DBM通过氧...     

稀土配合物的时间分辨荧光光谱法研究(Ⅱ)——Eu,Sm-DBM-TOPO体系的荧光衰减动力学特性和激光诱导时间分辨荧光光谱

本文以Nd:YAG泵浦的染料激光器为激发光源,门控光学多道分析仪为检测器,自制的触发器和荧光盒组装成一台激光诱导时间分辨光谱装置。采用此装置研究了在表面活性剂Triton X-100存在下铕、钐-二苯甲酰甲烷-三正辛基氧化膦(Eu、Sm-DBM-TOPO)体系的激光诱导发光光谱特性和荧光衰减动力学特性。讨论了荧光发射过程中的能量传递机制。拟定出测定痕有铕和钐的时间分辨光谱方法,用于高纯稀土氧化物等样品中痕量铕和钐的测定,结果满意。     

组合方法筛选新型发光材料

结合作者课题组开展的工作,简要介绍了组合方法在发光材料研究中的应用.包括:适用于发光材料库合成的组合溶液喷射和原位掩模薄膜顺序沉积技术;应用于发光材料库高通量筛选的照相术、组合扫描光谱和组合真空紫外发光表征系统.列举了组合方法在稀土聚合物敏化发光材料、真空紫外发光材料和长余辉发光材料等研究中的应用.     

Fluorescence enhancement of samarium complex co-doped with terbium complex in a poly(methyl methacrylate) matrix

The fluorescence property of Sm(DBM)₃phen- (DBM—dibenzoylmethide, phen—1,10-phenanthroline) and Tb(DBM)₃phen-co-doped poly(methyl methacrylate) (PMMA) was investigated. The excitation, emission spectra and fluorescence lifetime of the co-doped samples were examined. In the co-doped samples, the luminescence intensities of Sm³⁺ enhance with an increase of the Tb(DBM)₃phen content and with a decrease of the Sm(DBM)₃phen content. The reason for the fluorescence enhancement effect in the co-doped polymer is the intermolecular energy transfer. To give a vivid picture for this co-doped system, a model for the fluorescence enhancement of Sm(DBM)₃phen- and Tb(DBM)₃phen-co-doped PMMA is presented.     

Eu3+配合物掺杂聚合物的制备与光谱性能研究

以噻吩甲酰三氟丙酮(2-thenoyltrifluoroacetone , TTFA), 六氟乙酰丙酮(hexafluoro- acetylacetone, HFA)和甲基联苯甲酰(dibenzoylmethide, DBM) 分别为配体合成了Eu3+的三种β-二酮类配合物Eu(TTFA)3、Eu(HFA)3和 Eu(DBM)3,以及掺杂这三种配合物的聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯,PMMA）,并用分光光度计对它们的荧光光谱特性进行了分析研究.结果表明,三种配合物中Eu(TTFA)3荧光强度最强,并分析了其原因,发现能级匹配、配体取代基、配体结构对称性等均对配合物发光效率有重要的影响.通过比对,证明了TTFA是Eu3+发红色荧光的优良配体.进一步研究还发现,Eu(TTFA)3掺杂PMMA中稀土离子的荧光强度和荧光寿命均随掺杂浓度（质量分数为0.08～0.5）的增加而增大.     

自极化效应对稀土掺杂聚合物激发和发射光谱的影响

合成并用FT IR和元素分析方法表征了Eu(DBM) 3·Phen .对不同浓度的稀土络合物溶液和掺杂聚合物的激发光谱和发射光谱进行了测定和研究 ,结果发现在溶液和固体介质中都存在着溶质间的相互作用 .这种自极化相互作用影响包括两个方面 :有机配体的吸收光谱出现红移现象 ;稀土离子的对称性的变化 .自极化相互作用导致分子内的电荷分布变化 ,改变了激发态和基态间的能量 ,激发光谱出现红移 .在低浓度时 ,介质的性质对红移影响较大 ,高浓度时 ,介质的影响变小 .还讨论了各种因素对稀土掺杂体系的荧光性质的影响     

双酰胺稀土配合物的合成及荧光性能

为寻求发光性能良好的配合物,设计合成了一种新的双酰胺配体1,4-二 苯(L),并在氯仿和乙酸乙酯溶液中合成了其与硝酸钐、硝酸铕和硝酸铽的发光稀土配合物。元素分析数据表明稀土硝酸盐与配体形成的是 1 : 1 型的配合物;红外光谱显示配合物具有相似的配位结构。对配体及其配合物的荧光进行了详细的研究,结果表明:钐、铕和铽配合物分别呈现出Sm³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺的特征发射,铕离子处于不对称中心格位,硝酸铽配合物荧光相对强度最大。