实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

γ射线辐照处理SrAl_2O_4…Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉的长余辉性能

采用γ射线对SrAl_2O_4…Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉荧光材料进行辐照处理,研究样品经辐照后的长余辉性能。用60 Co~γ射线源照射固相合成的SrAl_2O_4…Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉荧光材料样品,累积辐照剂量为100kGy。利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计及热释光(TL)光谱仪对辐照前后样品的晶体结构、光吸收特性、余辉及热释光特性进行了研究。结果表明:辐照后样品的晶胞体积减小,氧空位的浓度增加;由于辐照使样品中引入更多的缺陷,其吸收光谱的强度提高。辐照后样品的余辉寿命延长,余辉光谱强度增加;热释光强度增加,且光谱向高温方向偏移,经计算得到辐照后样品中陷阱能级深度增加0.0039eV,表明辐照影响了样品中陷阱能级分布且增加了样品中的深能级陷阱数目。     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+的发光性质

采用高温固相法制备了CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+发光材料,并讨论了掺杂Li+对CaAl_2O_4∶Eu~(2+)发光性质的影响。X射线衍射(XRD)和PL测试分析表明,在CaAl_2O_4∶Eu~(2+)中掺入Li~+后,Eu~(2+)的发光有一定的增强,而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量,分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明,掺杂Li~+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱,使陷阱的密度和深度增加,从而提高荧光粉的余辉性能。     

Sr_2MgSi_2O_7中本征缺陷和镧系离子的热力学稳定性和转变能级（英文）

利用基于标准PBE0泛函的杂化密度泛函理论计算了Sr_2MgSi_2O_7中本征缺陷、缺陷复合对及镧系离子的缺陷形成能、热力学转变能级以及光跃迁能级,以研究它们在Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)的热致发光和长余辉发光过程中所起的作用。PBE0计算的形成能结果表明,缺陷V_O、Sr_(Mg)、Mg_(Sr)和Sr_(Mg)-Mg_(Sr)较容易在还原气氛下制备的Sr_2MgSi_2O_7材料中生成。基于PBE0计算的基质带隙(7.18 eV)和缺陷形成能,获得了上述较易形成的缺陷与复合对以及镧系离子的热力学转变能级和光跃迁能级。根据理论计算结果与实验所确定的陷阱深度的直接对比,电中性及带一个负电荷的氧空位与Dy~(3+)离子可以作为该材料中的电子陷阱,从而有助于其热致发光和长余辉发光。本研究的目的是利用第一性原理研究方法深入理解Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)的热致发光和长余辉发光机理,从而作为实验研究手段的一种有效补充。     

纳米纤维状Sr_3Al_2O_5Cl_2∶Eu~(2+),Tm~(3+)的白色长余辉性能（英文）

采用高温固相法在800℃下制备出系列白色长余辉荧光粉Sr_3Al_2O_5Cl_2∶Eu~(2+),Tm~(3+),并研究了它们的结构、形貌及发光性能。样品Sr_(2.91)Al_2O_5Cl_2∶0.04Eu~(2+),0.05 Tm~(3+)具有单一晶相和纳米纤维结构。该样品在紫外光激发下表现出两个很强的宽带发射(分别位于~448 nm和~590 nm)。它的余辉寿命大约是20 min。利用此种荧光粉所制作出的白光LED器件表现出很强的白光发射。     

Y~(3+)掺杂对Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)系列荧光粉,研究Y~(3+)离子掺入对荧光粉发光性能的影响。对于Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入主要起到稳定Eu~(2+)价态的作用,避免Eu~(2+)氧化为Eu~(3+),从而提高Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+)的发光性能。对于Ca Sr Si_2O_2N_2∶Eu~(2+),Y~(3+)离子掺入除了稳定Eu~(2+)价态作用外,还能有效减小Eu~(2+)取代Ca~(2+)后晶格膨胀引起的应力,提高Eu~(2+)在晶格中的溶解度。Sr_(1-x)Ca_xSi_2O_2N_2∶Eu~(2+)(x=0,0.15,0.3,0.6,0.75,0.95)系列荧光粉中随着Ca含量的增加,共掺Y~(3+)离子对样品发光强度的提高程度也随之增加(20%~80%)。     

Eu~(2+),Dy~(3+)(Gd~(3+))共掺杂CaSi_2N_2O_2荧光粉发光性质

在还原气氛下采用高温固相法合成了白光发光二极管(LED)用荧光粉Ca_(0.98-y)Si_2N_2O_2:0.02Eu~(2+),yM~(3+),其中M为Gd(1%～12%)或者Dy(0.25%～6%)。利用X射线衍射仪分析其物相结构,发现稀土离子的掺入并没有改变其主晶相,仍为单斜结构。利用荧光分光光度计测试并分析激发光谱与发射光谱,样品在380 nm处有很宽的激发谱带,在位于550 nm处存在很宽的发射谱带,此发射谱归因于Eu~(2+)离子5d-4f的电子跃迁。Dy~(3+)与Gd~(3+)离子对Eu~(2+)发光具有明显的敏化作用:Dy~(3+)的摩尔分数为1%时,发光强度增加39%,达到最大值;Gd~(3+)则在摩尔分数为6%时,发光强度最强,增强了43%。并根据掺杂离子的能级特点对其发光微观机制进行了初步探讨。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+),Ce~(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+),Ce~(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb~(3+),Ce~(3+)单掺及Tb~(3+),Ce~(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce~(3+)与Tb~(3+)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,Tb~(3+),Ce~(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb~(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce~(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb~(3+)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Ce~(3+)的敏化作用,还与Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce~(3+)与Tb~(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,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%。     

Sr_6Ca_4(PO_4)_6F_2∶Eu~(2+),Mn~(2+)的发光性能调控

以Sr_6Ca_4(PO_4)_6F_2为基质、Eu~(2+)/Mn~(2+)为掺杂离子、H_3BO_3为助剂,利用固相法制备了系列发光材料。由X射线衍射图可知,材料的相是单一的。利用Mn~(2+)离子的浓度猝灭效应以及Eu~(2+)-Mn~(2+)能量传递过程中存在的"瓶颈效应"和"反瓶颈效应"解释了Sr_6Ca_4(PO_4)F_2∶Eu~(2+),Mn~(2+)量子效率降低的原因。通过添加助剂H_3BO_3及调控阳离子的方式有效地提高了Sr_6Ca_4(PO_4)F_2∶Eu~(2+),Mn~(2+)的量子效率,采用精修手段分析了发光中心所处晶体场环境的变化情况,并解释了两种调控过程中Eu~(2+)和Mn~(2+)发射强度变化的原因。     

La2-x-yMgTiO6:xDy3+,yEu3+白色荧光粉的 荧光性能及能量传递

采用高温固相法合成了La_(2-x)MgTiO_6∶xDy~(3+)和La_(2-x-y)MgTiO_6∶xDy~(3+),yEu~(3+)系列荧光粉,通过X射线衍射对其相结构进行了表征,优化了荧光粉的组成,研究了Dy~(3+)和Eu~(3+)浓度对发光强度的影响,测试了荧光粉的荧光光谱和寿命,研究了Dy~(3+)和Eu~(3+)之间的能量传递机理和能量传递效率。结果表明:所有合成的掺杂荧光粉均为单相物质;La_(2-x)MgTiO_6∶xDy~(3+)最佳掺杂浓度为x=0.05;在350 nm近紫外光激发下,La_(2-x-y)MgTiO_6∶xDy~(3+),yEu~(3+)显示出Dy~(3+)的特征黄、蓝光发射和Eu~(3+)的特征红光发射;Dy~(3+)的荧光寿命呈双指数衰减,随着Eu~(3+)浓度的增大,Dy~(3+)的荧光寿命逐渐减小,证明了Dy~(3+)和Eu~(3+)离子之间存在着能量传递;能量传递效率随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加而增加,La_(1.83)MgTiO_6∶0.05Dy~(3+),0.12Eu~(3+)荧光粉的能量传递效率为53.9%;改变调节Eu~(3+)的掺杂浓度可以得到从冷白色到暖白色的荧光粉,La_(1.83)MgTiO_6∶0.05Dy~(3+),0.12Eu~(3+)的色坐标为(0.337 3,0.354 4)。     

Ca~(2+)离子替代对Sr_4Al_(14)O_(25):Eu~(2+),Dy~(3+)结构和发光性能的影响

采用高温固相反应按化学式Sr4-xCaxAl14O25:Eu2+,Dy3+(x=0,0.8,1.6,2.4,3.2,4)配比原料,合成长余辉发光材料.X射线衍射分析表明当x2.4时,产物物相均为Sr4Al14O25正交结构;当x2.4时,产物物相转变为CaAl4O7单斜结构.对掺Ca量不同,但结构仍保持Sr4Al14O25的样品采用360nm激光照射,发射光谱表明样品发光均由以Eu2+为发光中心的电子4f65d→4f7跃迁所致,并且随着Ca掺入量的增加,样品发射光谱峰位逐渐蓝移.这是由于Ca2+取代Sr2+位置后,导致晶格收缩,影响Eu2+的5d能级劈裂情况,从而影响电子4f65d→4f7跃迁.余辉衰减检测和热释光谱分析发现,不同Ca掺入量的样品余辉衰减快慢不同,是由于其中存在的陷阱能级深度不同,且陷阱能级越深,其余辉时间越长.     

Substitution priority of Eu~(2+) in multi-cation compound Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 and energy transfer

A blue phosphor was obtained by doping Eu~(2+)into a multi-cation host Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 through high temperature solid state reaction.The emission spectra show a continuous red-shift behavior from 413 nm to 435 nm with Eu~(2+)concentration increasing.The substitution priority of Eu~(2+)in Sr_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8 was investigated via x-ray diffraction(XRD)and temperature properties in detail:the Ca~(2+)ions are preferentially substituted by Eu~(2+)at lower doping,and with the Eu~(2+)concentration increasing,the probability of substitution for Sr~(2+)is greater than that of replacing Ca~(2+).Accordingly,we propose the underlying method of thermal property to determine the substitution of Eu~(2+)in the multi-cation hosts.Moreover,the abnormal increase of emission intensity with increasing temperature was studied by the thermoluminescence spectra.The energy transfer mechanism between the Eu~(2+)ions occupying different cation sites was studied by the lifetime decay curves.A series of warm white light emitting diodes were successfully fabricated using the blue phosphors Sr~+_(0.8)Ca_(0.2)Al_2Si_2O_8:Eu~2 with commercial red phosphor (CaSr)SiAlN_3:Eu~(2+)and green phosphor(Y Lu)_3Al_5O_(12):Ce~(3+),and the luminescent efficiency can reach 45 lm/W.     

Eu2+激活的硅酸锶材料的发光特性

采用高温固相法制备了Sr₃SiO₅ : Eu²⁺黄色发光材料,研究了Eu²⁺浓度及共激活剂等对材料发光性能的影响。结果显示,随Eu²⁺浓度的增大,Sr₃SiO₅ : Eu²⁺材料发射强度先增强后减弱,即存在浓度猝灭效应,根据Dexter理论,其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用。掺入共激活剂Yb、Tm均能提高材料的发射强度。利用InGaN管芯分别激发Sr_2.98Eu_0.01Tm_0.01SiO₅和Sr_2.98Eu_0.01Yb_0.01SiO₅材料,获得了很好的白光发射。     

基质组成对Eu,Dy共掺杂铝酸锶发光性能的影响

研究了基质组成对xSrO·yAl₂O₃:Eu²⁺,Dy³⁺体系长余辉发光性能的影响,并对其影响机理进行了探讨.XRD分析结果和长余辉发光性能表明,改变Al₂O₃/SrO比率可以获得长余辉发光性能较好的三种基质相:SrAl₂O₄:Eu²⁺,Dy³⁺、Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu²⁺,Dy³⁺和SrAl₄O₇:Eu²⁺,Dy³⁺.激发与发射光谱性能分析和余辉衰减特性分析结果表明,随着基质中Sr/Al比例的减小,激发光谱向短波方向延伸,发射峰蓝移,初始余辉亮度越高,余辉持续时间越长.热释光谱分析表明,贫锶相晶格中的陷阱深度与密度较大,因而显示出较好的长余辉发光性能.     

长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu2+, RE3+的发光特性及光谱分析

采用高温固相法制备了长余辉发光粉Ba1-xCaxAl2O4:Eu^2 ,RE^3 (RE^3 =Dy^3 ,Nd^3 ),测量了其发射光谱、激发光谱、余辉衰减光谱和热释光谱,分析了其发光特性。在紫外线的激发下样品的发射波长随着x的变化而变化,x从0到0．6的范围变化时,发射波长相应地从498nm减小到440nm,当x大于0．6以后,波长保持440nm不再变化。通过XRD光谱对其结构进行了分析,得出Ca离子在BaAl2O4基质中有极限溶解度x0=0．4,当x大于0．4时,基质结构中出现杂相。通过热释光谱,对基质中的陷阱情况进行了分析,解释了由于x值的不同而造成的余辉时间长短的差异。     

SrAl_2O_4∶Eu,Dy纳米材料与体材料的光电特性研究

用溶胶-凝胶自燃烧法和高温固相法分别制备了纳米和体相SrAl_2O_4:Eu,Dy长余辉磷光体.用X射线衍射对晶体结构进行了表征,用Keithley 2410对材料在有无光照条件下的电流-电压特性进行了分析,同时还测量了样品的真空紫外激发光谱.光照使材料的电流增强,说明至少有部分电子经光照后被激发到导带;纳米材料真空紫外激发光谱发生蓝移,说明纳米材料的禁带宽度要大于体材料的禁带宽度,相同电压下纳米材料的电流小于体材料的电流.     

铕激活银离子导电玻璃的白光发射

空气气氛下在铕激活银离子导电玻璃中,实现了Eu³⁺→Eu²⁺的还原。通过改变基质中Ag₂O的含量,能够调整Eu³⁺/Eu²⁺比率,从而实现白光发射。在Ag₂O的摩尔分数为30%时,发射光的色坐标为(x=0.31,y=0.36),色温为5 000 K。对Ag₂O的引入引起Eu³⁺→Eu²⁺还原的机理进行了分析。可以相信铕激活银离子导电玻璃将成为白光LED理想的基质材料。     

Dy~(3+)激活的LiSrBO_3材料光谱特性研究

研究了Dy~(3+)激活的LiSrBO_3材料的光谱特性。材料的发射光谱为一多峰宽谱,主峰分别为486,578和668 nm;监测578 nm发射峰时所得材料的激发光谱为一多峰宽谱,主峰分别为331,368,397,433,462和478 nm。研究了Dy~(3+)掺杂浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Dy~(3+)浓度的增大,黄、蓝发射峰强度比(Y/B)逐渐增大;同时材料的发光强度随Dy~(3+)浓度的增大呈现先增大后减小的趋势,在Dy~(3+)浓度为3 mol%时到达峰值,其浓度猝灭机理为电偶极·偶极相互作用。引入Li~+,Na~+和K~+均可提高材料的发射强度。     

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合材料的光致电子转移效应

采用原位脱氯化氢缩合聚合法制备了聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Y_2O_3:E~(3+)(PMOCOPV/Y_2 O_3:Eu~(3+))纳米复合材料。红外光谱证实了在Y_2O_3:Eu~(3+)表面的包覆层为PMOCOPV。紫外-可见吸收光谱表明与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大吸收峰发生红移且强度提高。荧光光谱研究表明PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)的最大发射波长发生红移且强度提高,荧光寿命得到增强,Y_2O_3:Eu~(3+)与PMOCOPV之间形成了光致电子转移体系,使得π电子离域程度增加,并且导致荧光量子效率提高。根据E_g与入射光子能量hv的关系,拟合了PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)薄膜的光学禁带宽度,发现E_g减小。采用简并四波混频方法测试它们的三阶非线性极化率x~((3)),结果发现与PMOCOPV相比,PMOCOPV/Y_2O_3:Eu~(3+)纳米复合体的非线性光学响应逐渐增强,进一步说明PMOCOPV与Y_2O_3:Eu~(3+)之间形成了分子间光致电子转移体系,产生了复杂的分子间离域π电子非线性运动。     

水热法制备YVO_4:Eu~(3+)的热处理及其发光性能

用水热法制备的YVO4:Eu3+分别在400～800℃下进行热处理,研究了所得样品的结构及其发光性能。实验结果表明:所得样品都为单相结构,随着热处理温度的升高,样品的结晶度变好,颗粒变大。在紫外光谱范围,YVO4:Eu3+的激发光谱由VO43-的吸收带和Eu3+的电荷迁移带组成。在真空紫外(VUV),激发光谱由基质吸收,Y3+、O2-的电荷迁移带组成。发射光谱均为Eu3+的5D0→7FJ(J=1,2,4)跃迁。紫外和真空紫外激发下,样品的发光强度比未经过热处理的样品有显著增强,归因于样品的结晶度的提高和OH-、VO43-等发光猝灭离子的去除。