CaS∶Eu,Sm及其在农用转光膜上的应用原理

利用稀土直接掺杂工艺合成了一种“常光充能”型电子陷获材料CaS∶Eu,Sm,它不仅具有CaS∶Eu无机发光材料的荧光光谱特性,而且具有红外升频转换特性,可将0.8～ 1.6μm的红外光直接转换为～672nm的红光、量子效率高达76%,是一种优于CaS∶Eu的光转换农膜添加剂.而共掺Eu2＋、Sm3＋和Cu＋的CaS荧光粉有望成为一种性能优于光转换农膜添加剂CaS∶Eu2＋,Cu＋、可人工模拟叶绿素吸收光谱的新型农用转光膜材料.     

CaS:Eu,Sm及其在农用转光膜上的应用原理

利用稀土直接掺杂工艺合成了一种“常光充能”型电子陷获材料CaS:Eu,Sm,它不仅具有CaS:Eu无机发光材料的荧光光谱特性,而且具有红外升频转换特性,可将0.8～1.6μm的红外光直接转换为～672nm的红光、量子效率高达76%,是一种优于CaS:Eu的光转换农膜添加剂.而共掺Eu²⁺、Sm³⁺和Cu⁺的CaS荧光粉有望成为一种性能优于光转换农膜添加剂CaS:Eu²⁺,Cu⁺、可人工模拟叶绿素吸收光谱的新型农用转光膜材料.     

CaS:Cu~+,Eu~(2+)的光致发光及其在农业生产中的应用

研究了Ｃｕ＋，Ｅｕ２＋共激活的ＣａＳ的发光性质及激活剂浓度与荧光性质的关系．Ｃｕ＋和Ｅｕ２＋的发射光谱分别在４３０ｎｍ附近及６３０ｎｍ附近，它们是由Ｃｕ，Ｃａ－Ｖｓ２＋中心的离子发射和Ｅｕ２＋的５ｄ－４ｆ跃迁发射产生的．实验结果表明，Ｃｕ＋对Ｅｕ２＋荧光发射有较强的敏化作用，Ｅｕ２＋对Ｃｕ＋发射峰值波长和强度也有显著影响；单掺Ｅｕ２＋或Ｃｕ＋的荧光粉是良好的农用薄膜红，蓝光转换剂，共掺Ｅｕ２＋和Ｃｕ＋的ＣａＳ荧光粉作光转换农膜添加剂可望人工模拟叶绿素的吸收光谱，使作物在植物最佳生长作用光谱环境中生长，促使作物早熟或提高作物产量     

红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eu3+x+y发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉Naz Ca1-x-2y-zBiyMoO4 ∶ Eu3+x+y (y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38; x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0; x=0.30,y=0.04,z=0.38).用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构.采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70 MoO4∶Eu3+0.30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y＜0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y＞0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强.作为电荷补尝剂的Na2 CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强.结果表明,通过调节Bi3+ /Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度.     

用于白光LED的单一基质白光荧光粉Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+的发光性质

用高温固相法合成了Eu2+,Mn2+共激活的Ca2SiO3Cl2高亮度白色发光材料,并对其发光性质进行了研究.该荧光粉在近紫外光激发下发出强的白色荧光,Eu2+中心形成峰值为419 nm和498 nm的特征宽带,通过Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为578 nm的发射,三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光.激发光谱均分布在250-415 nm的波长范围,红绿蓝三个发射带的激发谱峰值分别位于385 nm,412 nm,370 nm和396 nm处,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.Ca2SiO3Cl2:Eu2+,Mn2+是一种很有前途的单一基质白光LED荧光粉.     

红色荧光粉Na_zCa_(1-x-2y-z)Bi_yMoO_4∶Eu_(x+y)~(3+)发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eux3++y(y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38;x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0;x=0.30,y=0.04,z=0.38)。用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构。采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70MoO4∶Eu03.+30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y<0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y>0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强。作为电荷补尝剂的Na2CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强。结果表明,通过调节Bi3+/Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度。     

农用红蓝转光液的性能

CaS:Cu⁺,Eu²⁺荧光粉添加到高分子溶液中配成转光液,喷涂后自然条件下干燥成膜,测试了薄膜的荧光光谱、透光率、荧光抗衰减性能。结果表明,转光液所成薄膜荧光光谱与其添加的荧光粉光谱一致.具有吸收紫外光发射432nm蓝光和648nm红光,吸收绿光发射648nm红光的作用,转光行为有利于植物光合作用。薄膜可见光区透光率在75%以上,荧光抗衰减性能好。     

白光荧光粉Ca9.95-xNa0.75K0.25(PO4)7:Eu2+0.05,Mn2x+的制备及其发光特性

高温固相法合成了Ca9.95-xNa0.75 K0.25 (PO4)7∶Eu0.052+,Mn2+x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6和0.7)荧光粉,研究了其相组成和荧光发射性能.结果表明,由于样品中存在着晶体结构相似的双相,使得Eu2+的5d-4f跃迁辐射出峰值分别位于491和540 nm宽谱荧光.同时由于Eu2+-Mn2+之间的能量传递和Mn2+的八配位格位的占据,使得Mn2+的4 T1(4G)-6A1(6S)跃迁产生峰值为635 nm红光发射.Mn2+和Eu2+的荧光组合获得了色坐标为(0.333 5,0.292 4),(0.399 9,0.317 9)和(0.330 7,0.256 4)的白光发射.样品的激发光谱分布在260～450nm的波长范围,这种荧光粉有望在紫外或近紫外激发的白光LED中获得应用.     

Zn_(1-x)Mo_(1-y)Si_yO_4∶Eu_x~(3+)红色荧光粉的合成及发光性能研究

通过固相法合成LED用Zn-Mo1-ySiyO4:Eu3+x红色荧光粉(0.05≤x≤0.30,0≤y≤0.09),讨论了助熔剂、温度等合成条件对Zn1-xMo1-ySiyO4:Eux3+荧光粉发光性质的影响.当烧结温度为800℃时,可以生成ZnMoO4纯相目标产物.由于荧光粉的结晶度和粒径随烧结温度的升高而增大,所以随着烧结温度的升高,样品的发光强度有所提高;当助熔剂Na2CO3的用量约为4%时的样品发射光的强度比未使用助熔剂时明显增强,说明在此体系中,当Eu3+取代Zn2+时,Na2CO3充当助熔剂的同时,Na+起到了电荷补偿作用.荧光光谱实验显示Zn1-xMo1-ySOyO4:Eux3+能够被393和464 nm的紫外光激发,在616 nm处发出强烈的红色荧光.当Eu3+掺杂量约为20%mol时,Zn1-xMo0.97Si0.03O4:Eux3+荧光粉在616 nm处的发光强度达到最大.在引入Si4+离子后能显著增强Zn1-xMoO4:Eux3+的发光强度,组成为Zn0.80 Mo0.97Si0.03O4:Eu0.203+.样品(激发峰值为393 nm)的荧光强度要比Y2O2S:Eu0.053+荧光粉的发光强度强2倍.所以这种荧光物质能够更好地适用于白光LED.     

Sm3+/Eu3+共掺四方相LaOF纳米体系中能量传递效应的光谱学研究

采用水热—烧结法制备了Sm3+/Eu3+共掺的LaOF纳米晶体颗粒,X射线衍射和透射电子显微镜表征结果显示,所制备的LaOF晶体的平均颗粒直径在60～80 nm之间,呈四方相,均匀性和分散性良好.通过442 nm连续光激发,在LaOF:Sm+/Eu3+纳米体系中实现了Sm3+向Eu3+的能量传递.运用光谱学方法对共掺纳米体系的荧光发射谱性质进行了分析,探讨了Sm3+/Eu3+能量传递的机理和动力学过程.实验结果表明,随着共掺体系中Eu3+掺杂浓度的增加,Sm3+向Eu3+传递能量的效率增高.     

转光农膜的光谱特性研究

通过太阳光谱以及菊花、番茄作用光谱的测试分析 ,讨论了植物生长与太阳光谱的关系 ,表明太阳光谱中 2 80～ 380nm的紫外光 ,5 0 0～ 6 0 0nm的绿黄光及 72 0nm以上近红外光植物利用率较低 ,4 30～ 4 80nm的蓝紫光和 6 30～ 6 90nm的红光有利于增强光合作用。依据植物光合作用和太阳光谱特征 ,设计出CaS∶Cu ,Cl-蓝光膜 ,利用CaS∶Eu2 ,Mn2 ,Cl-,设计出绿光转红光的红光膜。讨论了红蓝复合双峰增益膜及紫外光转红光的稀土有机配合物的光谱特性。农用光能转换剂研制面临新的突破 ,利用反Stocks位移技术研制开发近红外光转红光膜值得关注     

电子俘获材料Eu,Sm∶CaS荧光特性的研究

研究了电子俘获材料Eu ,Sm∶CaS在室温下的荧光激发谱和荧光辐射谱。荧光激发谱由四个激发带构成 ,是由Eu2 + 的 4f7→ 4f55d跃迁和基质吸收所产生的。可见光激发下的荧光辐射谱是由一个极强的宽带和两个极弱的窄带构成 ,紫外光激发下的荧光辐射谱中不仅出现了以上三个辐射带 ,还出现了七个较强的窄带。这些荧光辐射带分别是由Eu2 + 的 4f65d → 4f7、Sm3 + 的 f→ f、Eu3 + 的 f→ f跃迁所产生的。研究还发现 ,当激剂浓度一定时 ,Eu2 + 的辐射带明显比Sm3 + 的辐射带强。     

KBaPO4∶Eu3+红色发光材料的光谱特性

采用高温固相法制备了KBaPO4:Eu3+红色发光材料,研究了Eu3+掺杂浓度、电荷补偿剂等对材料发光性质的影响,并利用X射线衍射及光谱等技术对材料的性能进行了表征.研究结果显示:在400 nm近紫外光激发下,材料呈多峰发射,分别由Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,主峰位于621 nm|监测621 nm发射峰,所得激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200~350 nm)和f-f高能级跃迁吸收带(350~450 nm)组成,主峰位于400 nm|改变Eu3+掺杂浓度,KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度随之改变,Eu3+浓度为5 mol%时,强度最大|依据Dexter理论,得知引起浓度猝灭的原因为电偶极-电偶极相互作用|添加电荷补偿剂,可增强KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度,其中以添加Li+,Cl-时,材料发射强度提高最明显.     

Pb2+离子在CaS中的发光特性与应用

研究了单掺Pb^2 和共掺Pb^2 、Eu^2 离子的CaS 发光材料的荧光性质。Pb^2 的发射光谱位于蓝区，Eu^2 的发射光谱位于红区，实验结果表明，Pb^2 对Eu^2 荧光发射有很强的敏化作用。Pb^2在紫区有较强的吸收，说明Pb^2 、Eu^2 共激活的CsS材料是一种适用于高原寒冷地区的农用薄膜转光剂。     

BaCl2:Eu和BaCl2·2H2O:Eu微晶的发光特性

本文研究了用还原气氛法在箱式炉内制得的BaCl2:Eu2+微晶及进一步处理后得到的BaCl2·2H2O:Eu2+微晶的发光特性,包括发射光谱、激发光谱、热释光、光激励发光(存贮效应)及其温度依赖,就这些特性对BaCl2:Eu与BaCl2·2H2O:Eu进行了比较.根据发光光谱与激发光谱分析了它们具有良好光致发光特性的原因,讨论了这两种材料在热释光性能及光激励发光(存贮效应)上的明显不同,并对BaCl2·2H2O:Eu2+中Eu2+发光的增强提出了可能的解释.     

稀土无机发光材料Ca1—nMgnS：Cu^＋,Eu^2＋的合成与光谱特征

报道了Ｃｕ＾＋，Ｅｕ＾２＋共激活的Ｃａ１－ｘＭｇｎＳ的发光性质，基质组分变化与荧光性质的关系，Ｃｕ＾＋和Ｅｕ＾２＋在纯ＣａＳ基质中的发射光谱分别位于４３０ｎｍ及６３０ｎｍ附近，随着基质中Ｍｇ含量的增加，红，蓝区发射峰值波长基本不变，但强度发生明显改变，当ｎ为０．２５时，红区发射强度最强。     

电荷补偿对Sr2SiO4∶Eu3+材料光谱特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Sr2SiO4∶Eu3+发光材料.测量了Sr2SiO4∶Eu3+材料的激发与发射光谱,发射光谱主峰位于618 nm处;监测618 nm发射峰时,所得材料的激发光谱主峰分别为320 nm、397 nm、464 nm和518 nm.研究了Sr2SiO4∶Eu3+材料发射峰强度随电荷补偿剂Li+、Na+和K+掺杂浓度的变化情况.结果显示,随电荷补偿剂浓度的增大,材料发射峰强度均表现出先增大后减小的趋势,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,补偿剂Li+、Na+和K+的浓度分别为8 mol%、7.5 mol%和7 mol%.     

LiBaF3:Eu2+真空紫外光谱研究

在室温下，二价稀土离了 杂的LiBaF3:Eu^2 粉末样品中，Eu^2 的发射呈现双峰结构，有一峰值波长约为410nm的宽峰，对应于Eu^2 的5d-4f跃迁，以及另一峰值波长约为360nm的窄峰，对应于Eu^2 的4f-4f跃迁。在50－400nm波长范围，测量了样品的反射光谱，并利用Kramers-Kroenig关系，计算了吸收光谱。从吸收光谱中，可以看到在102nm处有明显的吸收边，得到LiBaF3材料的禁带宽度Eg约为12.1eV。在高能端有53.4,59.4,65.3,69.2和76.5nm的吸收峰，它们对应于Ba^2 的5p电子和F的2p电子芯能级之间的跃迁，在低能量的183.4nm处，有很明显的吸收峰，推测这对应于本征缺陷的吸收。更低能量的吸收峰，则对应于禁带中的一些杂质能级，在未经紫外光或X射线辐照之前，用长波长（＞450nm）光激发LiBaF3:Eu^2 粉末样品，可以观测到Eu^2 离子的360nm和410m发光，亦表现出光激励发光特性。