NaYF4∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究

合成了Eu3+,Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF₄材料。360 nm光激发呈蓝色发光,峰值位于452 nm,对应Tm3+的1D₂→3F₄跃迁;395 nm光激发呈橙色发光,峰值位于591 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₁跃迁;409 nm光激发呈红色发光,峰值位于613 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₂跃迁;980 nm光激发呈蓝色和红色发光,发光峰位于474和646 nm。蓝光来源Tm3+的1G₄ →3H₆跃迁,红光来源Tm3+的1G₄→3F₄跃迁。在双对数曲线中,蓝光474 nm和红光646 nm的斜率分别为2.1和2.4,在980 nm光激发下,蓝光和红光发射都是双光子过程。还研究了材料的吸收光谱,并利用X射线衍射,扫描电镜测试了材料的物相结构和微观形貌。结果表明：NaYF₄∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料具有较规则的六方相结构,结晶良好。     

激发态Rb原子间的碰撞能量转移

脉冲激光器激发Rb原子到5P_1/2态,通过碰撞能量转移Rb(5P_1/2)+Rb(5S_1/2)Rb(5P_3/2)+Rb(5S_1/2)产生5P_3/2原子,研究了5P_1/2+5P_1/2,5P_3/2+5P_3/2,5P_1/2+5P_3/2的碰撞能量合并产生态的过程。5P_1/2态原子密度利用Rb空心阴极灯通过光学吸收方法得到,而5P_3/2态密度通过5P_3/25S_1/2(D2线)与5P_1/25S_1/2(D₁线)跃迁的荧光比得到。因为5P_3/2+5P_3/2或5P_1/2+5P_3/2的能量和与5D态的能量差远小于5P_1/2+5P_1/2与5D态的能量差,因此5P_3/2+5P_3/2,5P_1/2+5P_3/2的过程将影响5P_1/2+5P_1/2的测量结果。由于精细结构能量转移的时间比5D态寿命小得多,故5P_1/2+5P_1/2,5P_1/2+5P_3/2和5P_3/2+5P_3/2产生的5D5P荧光是同时产生的。在不同的池温下测量了积分荧光信号的相对强度,5P态原子有效寿命由辐射陷获的理论得到,结合激发态原子密度得到了5P_1/2+5P_1/2,5P_1/2+5P_3/2和5P_3/2+5P_3/2碰撞能量合并截面分别为7.810-15,2.9×10-14和3.1×10-14 cm2。结果表明5P_1/2+5P_3/2与5P_3/2+5P_3/2产生5D_3/2态的截面基本是相等的。     

均苯三甲酸Eu-Tb配合物的合成及荧光性质研究

以H₃BTC为配体,用水热法合成了均苯三甲酸Eu-Tb系列发光配合物Eu_1-xTb_x BTC·nH₂O(H₃BTC=1,3,5-均苯三甲酸,x=0,0.1,0.3,0.5,0.7,0.9,1.0;n=0, 0.5),通过化学分析及元素分析确定了配合物的组成,用红外光谱对其进行了表征;研究了配合物的激发光谱和发射光谱,并就其荧光强度与两种稀土离子含量之间的关系进行了讨论。结果表明：(1)该系列配合物(除纯均苯三甲酸Tb外)均发出Eu离子的特征荧光,而荧光强度随着Eu和Tb离子的不同发生了明显变化,发射峰位置基本不变;(2)系列配合物中Tb对Eu的荧光强度有敏化作用,Eu对Tb的荧光强度有猝灭作用;同时Eu离子的5D₀→7F₁和5D₀→7F₂跃迁发射强度较强,且均劈裂为两个峰(587,593 nm)及(611.2,618 nm),这是由于Eu离子所处的配位环境不同所引起的。     

2-磺酸对苯二甲酸铕配合物的发光性质及对苯甲醛的检测

水热法合成了新的配位聚合物,[Eu(2-stp)(2,2’-bipy)(H₂O)]·H₂O (2-stp=2-磺酸对苯二甲酸根,2,2’-bipy=2,2’-联吡啶）。通过X-射线单晶衍射确定了该配合物的晶体结构。该配合物为一维平行双链结构。Eu3+与2-磺酸对苯二甲酸根的六个氧原子,2,2’-联吡啶的两个氮原子和一个水分子配位。对该配合物进行了荧光性质的研究,发射光谱中出现了Eu3+的五个特征峰,分别位于581,594,619,654和698 nm,对应于Eu3+的5D₀→7F_J (J=0～4)跃迁。位于619 nm的最强发射峰是由5D₀→7F₂跃迁产生的。不同有机溶剂对该配合物荧光强度有不同程度的影响,苯甲醛对该配合物具有显著的荧光猝灭效应,故该配合物可作为苯甲醛的荧光感应探针。     

对氨基马尿酸铽二元、三元配合物的合成、表征及荧光光谱研究

在乙醇溶液中以邻菲咯啉(phen)、2,2’-联吡啶(bipy)和对氨基马尿酸(PAH,HL)为配体与铽离子(Tb(Ⅲ))合成了二元和三元稀土配合物。通过元素分析、差热-热重分析、紫外光谱、红外光谱分析,确定了配合物的组成为TbL₃(1)、TbL₃·phen·H₂O(2)和TbL₃·bipy·H₂O(3),并讨论了配合物1～3的谱学性质和荧光性能。推测出羧基中的氧原子以桥式双齿的形式与稀土离子配位。由红外光谱和热分析测试确定的配合物1及配合物2中的水分子未参与配位。研究表明,铽配合物在489,583和621 nm处出现发射峰,它们分别归属于5D₄→7F₆,5D₄→7F₅,5D₄→7F₄和5D₄→7F₃的跃迁。其中544 nm处5D₄→7F₅跃迁的强度最强,配体的共平面性和共轭性越大,配合物的荧光性能越高,三元配合物TbL₃·phen·H₂O和TbL₃·bipy·H₂O的荧光强度优于二元配合物TbL₃的荧光强度。     

3,4-噻吩二羧酸、1,10-邻菲罗啉与稀土配合物的荧光性质及对硝基苯的检测

3,4-噻吩二羧酸(3,4-H₂tdc),1,10-邻菲罗啉(phen)和稀土硝酸盐经水热法合成三种配合物Ln₂(Htdc)₂(tdc)₂(phen)₂(H₂O)₄(Ln=Eu 1, Gd 2, Tb 3),并用X-射线单晶衍射分析方法测定了配合物1-3晶体结构,配合物1-3为双核分子。每个金属离子周围有2个3,4-tdc,1个3,4-Htdc,1个phen和2个配位水分子,配位数为9。配合物1和3在紫外灯下显强红光和绿光,其荧光发射光谱,在619和545 nm出现最大发射峰,分别对应于Eu(Ⅲ)离子的5D₀→7F₂和Tb(Ⅲ)离子的5D₄→7F₅跃迁。配合物2在425 nm观察到来自基于配体的π*→π最大发射峰。不同溶剂分子对配合物1荧光有不同程度的影响,基于荧光猝灭机理,配合物1具有选择性检测硝基苯污染物的能力。     

安息香缩苯胺-邻菲咯啉-铕三元配合物的合成及其光致发光

合成了新的配体安息香缩苯胺和新的铕配合物Eu(BZA)₃phen,并用元素分析(EA),IR,1H NMR和UV对配合物进行了表征;配合物Eu(BZA)₃phen在波长310 nm激发下,发出以铕的特征发谢谱线612 nm左右为主的强荧光,对应跃迁为5D₀→7F₂;安息香缩苯胺对铕离子具有敏化作用,是铕配合物的良好配体。     

Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性

以金属Au-Al为催化剂,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、生长时间为30 min,从Si(100)衬底上直接生长了直径约为50～120 nm、长度为数百纳米的高密度、大面积的Si纳米线。然后,利用Tb₂O₃在不同温度(1 000～1 200 ℃)、掺杂时间(30～90 min)和N₂气流量(0～1 000 sccm)等工艺条件下对Si纳米线进行了Tb掺杂。最后,对Si(100)衬底进行了Tb掺杂对比。室温下,利用荧光分光光度计(Hitachi F-4600) 测试了Tb掺杂Si纳米线的光致发光特性。实验研究了不同掺杂工艺参数(温度、时间和N₂气流量)对Tb3+绿光发射的影响。根据Tb3+能级结构和跃迁特性对样品的发射光谱进行了分析。结果表明,在温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 500 sccm、时间为30 min等条件下制备的Si纳米线为掺杂基质,Tb掺杂温度为1 100 ℃,N₂气流量为1 000 sccm、光激发波长为243 nm时,获得了最强荧光发射,其波长为554 nm(5D₄→7F₅),同时还出现强度相对较弱的494 nm(5D₄→7F₆),593 nm(5D₄→7F₄)和628 nm(5D₄→7F₃)三条谱带。Tb掺杂的体Si衬底在波长554 nm处仅有极其微弱的光致发光峰。     

掺杂钐离子的邻苯二甲酸锌的光谱研究

应用微波反应方法制备了掺杂钐离子的邻苯二甲酸锌(Zn(Pht))化合物,采用XRD,FTIR,NIR FT-Raman,固体样品漫反射紫外-可见光谱(DRS UV/Vis),荧光光谱和热重分析(TG)对其结构进行了分析表征。傅里叶变换红外和拉曼分析表明,在化合物中邻苯二甲酸酐中邻位的二个羟酸根各以单齿和Zn配位,其π→π*的跃迁由255和289 nm移向235和270 nm。该化合物在240 nm的光激发下,在560,596,642和670 nm附近产生较强的发射峰,它们分别对应于Sm3+的从4G_5/2,6H_7/2,6H_9/2和6H_11/2激发态到基态的发射,结果表明,Zn(Pht)显著地提高了Sm3+的发射效率。在荧光寿命谱中,化合物以240 nm激发所产生的596和642 nm的发射峰,其荧光寿命分别为τ₁=1.57 ns,τ₂=76.94 ns和τ₁=1.19 ns,τ₂=55.64 ns。TG分析表明,所研究的化合物在380℃开始分解,具有较高的热稳定性。     

光学厚Rb蒸气界面附近后向荧光光谱研究

在存在表面耗散层的纯Rb光学厚蒸气中,利用小功率可调谐半导体激光器泵浦Rb(5P_3/2)的超精细结构能级,测量和分析了780 nm(5P_3/2→5S_1/2)和795 nm(5P_1/2→5S_1/2)后向荧光的强度和线形,耗散层(近区)起光谱滤波器的作用。有两种可能产生5P_1/2态原子的机制,第一种机制是Rb(5P_3/2)+Rb(5S_1/2)→Rb(5P_1/2)+Rb(5S_1/2);第二种机制是Rb(5D)+Rb(5S)→Rb(5P)+Rb(5P),对于每一种机制,给出了后向敏化荧光的理论公式。研究后向荧光时,必须要确定荧光强度与激光功率的关系和荧光线形。激光频率扫描超精细结构共振线,得到的敏化后向荧光795 nm线形与共振荧光780 nm线形相似,其荧光强度与荧光功率有线性关系。因此,基本上可以用第一种机制解释5P_1/2态布居机制。理论证明了,第二种机制产生的敏化后向荧光强度应与激光功率平方成比例,这与实验结果是不同的,第二种机制不能解释耗散层界面后向敏化荧光的产生。     

铕、铽-2-噻吩甲酸-2,2''''-联吡啶配合物的合成、表征及荧光性质研究

合成了铕、铽-2-噻吩甲酸的二元配合物和铕、铽-2-噻吩甲酸-2,2'-联吡啶的三元配合物,并对它们进行了元素分析、稀土络合滴定、摩尔电导测定,确定了配合物组成分别为REL3·2H2O及REL3 L'·C2H5OH(RE=Eu,Tb;L=2-噻吩甲酸、L'=2,2'-联吡啶),测定了配体及配合物的IR谱、1H NMR谱及荧光光谱.IR谱和1H NMR谱测定表明,配体2-噻吩甲酸羧基氧、配体邻菲咯啉2个氮原子与稀土离子配位.荧光光谱实验表明,高氯酸铕和高氯酸铽分别与2,2'-联吡啶和2-噻吩甲酸反应形成的三元配合物的荧光明显强于二元配合物.     

冠醚铕镧异核配合物的合成表征及荧光性质

以 18冠 6为配体 ,分别与高氯酸铕和高氯酸镧在乙腈介质中反应 ,合成冠醚铕和冠醚镧配合物 ;两种冠醚配合物与交联配体———对苯二甲酸反应 ,形成了对苯二甲酸冠醚铕镧异核稀土超分子配合物。由元素分析数据推测 ,超分子配合物的组成式为EuLaL2 L′(ClO4) 4 ·6H2 　 [L =18 C 6 ,L′ =p C6H4(COO-) 2 ],测定了超分子配合物的红外光谱 ,紫外光谱 ,摩尔电导及荧光光谱。结果表明 ,冠醚和对苯二甲酸根与稀土离子配位 ,而高氯酸根离子处于配合物的外界 ,铕镧异核稀土超分子配合物的荧光强度是冠醚铕的 8倍多。     

固体材料中稀土离子荧光寿命的研究

本文用激光激发和荧光探测技术测定了Eu2+、Eu3+、Ce3+、Dy3+、Nd3+和Tb3+离子在一些发光材料和激光晶体等固体中的荧光寿命,其寿命值从几十纳秒到几毫秒.为此对寿命测量技术进行了探讨以适应如此宽广的时间范围.从测得的寿命数据解释了材料内激活离子的性质和相互作用.     

Mg2+、Zn2+掺杂CaWO4∶Eu3+荧光粉的发光性质

采用微波加热固相法合成了Mg2+、Zn2+掺杂CaWO4∶Eu3+荧光粉。利用XRD对样品的晶体结构进行表征,通过荧光分光光度仪对样品的激发光谱、发射光谱和能级寿命进行检测和分析。结果表明,Mg2+、Zn2+、Eu3+掺杂CaWO4不影响CaWO4基质的四方晶相。395nm激发下,与CaWO4∶2%Eu3+样品比较,分别掺杂0.5%的Mg2+或Zn2+的样品发光强度提高了1.3倍和2.1倍;与3%Mg2+或3%Zn2+掺杂CaWO4∶2%Eu3粉体发光比较,当Eu3+浓度增加为3%时,粉体的发光强度分别提高了7.3倍和14.8倍;与CaWO4∶3%Eu3+样品比较,3%的Mg2+或Zn2+掺杂后的样品光强分别提高了1.2倍和1.3倍。262nm比395nm激发同一样品的Eu3+的5D0能级寿命有所增加。与单掺2%Eu3+样品比较,随着Mg2+或Zn2+掺杂浓度增加,样品荧光寿命先增加后减小。同样激发波长下,与Mg2+或Zn2+掺杂CaWO4∶2%Eu3+样品荧光寿命相比,Eu3+浓度增加为3%时,样品的荧光寿命明显变短。     

混合固态铕铽配合物的荧光研究

由邻苯二甲酸氢钾,２,２’－联吡啶分别与ＥｕＣｌ３和ＴｂＣｌ３在乙醇水溶液中反应,合成了铕配合物Ｅｕ２Ｌ３Ｌ’和铽配合物Ｔｂ２Ｌ３Ｌ’（Ｌ＝邻苯二甲酸根,Ｌ’＝２,２’联吡啶）;以不同摩尔比混合两种配合物,经机械研磨,得混合固体铕铽配合物。测试了配合物的荧光光谱及红外光谱,结果表明,与单一铕配合物和铽配合物相比,混合固态配合物无论是荧光发射峰位还是荧光强度均发生了明显变化,铽对铕的荧光强度有敏化作     

白光LED用Ba2B2P2O10∶Eu2+绿色荧光粉的光谱特性

采用高温固相法制备了一种适于近紫外光激发,发射绿光的Ba2B2P2O10∶Eu2+材料,并研究了材料的发光性质.Ba2B2P2O10∶Eu2+材料的发射光谱为一峰值位于522 nm的非对称单峰宽谱|监测522 nm发射峰,所得激发光谱覆盖300~450 nm,主峰位于381 nm,为Eu2+的5d→4f跃迁特征激发谱带.利用van Uitert公式计算了Eu2+取代Ba2B2P2O10中Ba2+时所占晶体学格位,得出507 nm和542 nm发射峰分别归属于八配位和六配位的Eu2+发射.研究发现,Eu2+浓度对Ba2B2P2O10∶Eu2+材料的发射强度有影响,并判断出Eu2+在Ba2B2P2O10中发射的自身浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.     

Sr2SiO4∶Eu2+,Nd3+的近红外发光及Eu2+→Nd3+能量传递

用高温固相法制备了Sr2SiO4∶Eu2+,Nd3+发光材料,研究了样品中Eu2+对Nd3+的近红外发光敏化.发现Sr2SiO4基质中Eu2+的存在可以大大增强Nd3+的特征近红外发光.通过对样品中不同位置Eu2+荧光激发和发射光谱、荧光寿命以及Nd3+荧光光谱的研究,对Eu2+向Nd3+能量传递的机理进行了分析.在S...     

Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu2+,Nd3+的近红外发光

用高温固相法制备了Ca<,8>Mg(SiO<,4>)<,4>Cl<,2>:Eu<'2+>,Nd<'3+>近红外发光材料,通过X射线衍射仪,近红外,可见发射光谱和激发光谱,荧光寿命等对样品进行了测试.研究了Eu<'2+>、Nd<'3+>的掺杂浓度对近红外发光性能的影响及相对强度变化的规律,结果表明,Ca<,8>Mg(Si...     

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%。     

钨-硅基红色荧光粉的制备及其能量传递

通过溶胶-凝胶技术制备了以稀土离子Eu3＋为激活剂的硅基发光材料,并考察了Na2WO4的掺杂对体系发光性能的影响。主要通过研究三维荧光光谱,荧光激发光谱和发射光谱,分析探讨了Na2WO4的掺入对发光中心Eu3＋发光性质的影响,结果发现,三维荧光光谱高斯图像充分表明了Na2WO4的掺杂有效地提高了Eu3＋的5D0→7F2特征跃迁。用荧光激发光谱图和发射光谱图进一步详细的表征了基质和Eu3＋的f→f跃迁及其强度变化情况。通过能级图、位形坐标图和敏化过程示意图等理论对这个影响的原因进行了进一步的说明和探讨。结果表明,O→W的电荷迁移带吸收了大量的能量,并有效地将能量传递给Eu3＋,促使发光中心的发光强度增大。但由于Na2WO4的掺杂还增加了硅基质的能量吸收而使整体材料的发光效率下降。