M_2SiO_4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce~(3+),Tb~(3+))的发光性能(英文)

合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。     

M2SiO4：Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)的发光性能

合成了系列M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba₂SiO₄:Tb³⁺中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb³⁺和M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)特征发射;在真空紫外激发下,随着M₂SiO₄:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce³⁺,Tb³⁺)中Ce³⁺含量的增加,M₂SiO₄:Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。     

红色LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO_3∶Re~(3+)(Re=Eu,Sm)发光材料的特性

采用固相法制备了红色LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3∶Re3+(Re=Eu,Sm)发光材料,研究了材料的发光性能。研究发现LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3∶Eu3+材料呈现多峰发射,最强发射分别位于610,615,613 nm处,分别监测这三个最强峰,所得激发光谱峰值位于369,400,470 nm。LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3∶Sm3+材料也呈多峰发射,分别对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2跃迁发射;分别监测602,599,597 nm三个最强发射峰,所得激发光谱峰值位于374,405 nm。研究了激活剂浓度对材料发射强度的影响,结果随激活剂浓度的增大,发射强度先增强后减弱,即,存在浓度猝灭效应。实验表明,加入电荷补偿剂Li+、Na+或K+均可提高LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3∶Re3+(Re=Eu,Sm)材料的发射强度。     

N^＋（N=Li,Na,K）对发光材料M3（M=Ca,Sr,Ba）Y2（BO3）4：Eu^3＋光谱的影响

采用高温固相反应方法在空气中制备了M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 红色发光材料,测量结果显示,材料的主发射峰均位于613 nm处,监测613 nm发射峰时,所得材料的激发光谱相同。研究了Li ,Na 和K 对M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料激发与发射光谱的影响,结果显示,加入Li ,Na 和K 后,M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料的激发与发射光谱的峰值位置并不发生变化,但材料的激发与发射光谱的峰值强度均得到了不同程度的增强。在Li ,Na 和K 掺入浓度相同的条件下,研究发现,与加入Na 和K 时相比,加入Li 时,M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料的激发与发射光谱的峰值增强效果最明显。进而研究了Sr3Y2(BO3)4∶Eu3 材料发射峰强度随Li 掺杂浓度的变化情况,结果表明,随着Li 掺杂浓度的增大,Sr3Y2(BO3)4∶Eu3 材料发射峰强度先增大后减小,在Li 浓度为5 mol%时到达峰值,约为未掺杂时的两倍。     

MO-Y2O3-B2O3:Re(M=Mg,Sr;Re=Eu,Tb)的真空紫外光谱特性

采用高温固相反应法合成了掺杂Eu3 及Tb3 的17MO-7.88Y2O3-75B2O3样品,研究了它们的光谱特性,结果表明,MO-T2O3-B2O3基质在真空紫外(VUV)区有很强的吸收,MgO-Y2O3-B2O3:Eu在147nm真空紫外光激发下产生对应于Eu3 的5D0→7FJ(J=1,2,3,4)跃迁的590和613 nm强发射峰;MgO-Y2O3-B2O3:Eu中Sr的引入使材料体系在147 nm附近的吸收和在613 nm附近的发射获得明显增强;MgO-Y2O3-B2O3:Tb的真空紫外激发谱除在147 nm附近的基质吸收外,还有对应于Tb3 的4f75d→4f8跃迁位于170,178,195,204,225 nm左右的一组谱峰,两者相互叠加使得材料在真空紫外区(120～220 nm)内都有很好的吸收.     

LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO_3∶Tb~(3+)材料光谱特性研究

采用固相法制备了绿色LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3:Tb3+发光材料.测量结果显示材料均可被紫外(350～410 nm)光激发,发射绿光.研究了Tb3+浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Tb3+浓度的增大,发射光谱峰位未发生变化,但其强度呈现出先增大后减小的趋势,即:存在浓度猝灭效应.加入电荷补偿剂Li+,Na+和K+提高了LiM(M=Ca,Sr,Ba)BO3:Tb抖材料的发射强度.     

Ba3Tb(BO3)3:Ce3+:一种白光LED用绿色荧光粉

采用高温固相法合成了Ba3Tb(BO3)3和Ba3Tb(BO3)3:Ce3+两种绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.Ba3Tb(BO3)2材料呈多峰发射,发射峰位于439,493,547,589和629 nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7F1=6,5,4,3跃迁发射,主峰为547 nm;监测547 nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330 nm)和4f4f电子吸收(330-400 nm)组成,主峰为380 nm.以Ce3+激活Ba3Tb(BO3)3,所得Ba3Tb(BO3)3:Ce3+与Ba3Tb(BO3),材料的发射光谱分布相同,但发射强度明显增强,说明Ce3+对Tb3+产生了很好的敏化作用;监测547 nm最强发射峰,所得激发光谱为宽带,主峰位于360 nm.改变H3BO3量,Ba3Tb(BO3)3:Ce3+材料的发射强度随之变化,当H3BO3过量15 wt%时,发射强度最大.上述研究结果表明Ba3Tb(BO3)3:Ce3+是一种很好的适于UV-LED管芯激发的白光LED用绿色荧光粉.     

（Sr,Ba）Al12O19∶RE^3＋（RE=Ce,Tb）的VUV发光及Ce^3＋→Tb^3＋的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19∶RE3 (RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构。Ce3 产生302nm的发射峰和340nm左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的。Tb3 的发射光谱显示特征的5D3→7Fj(j=2,3,4,5)和5D4→7Fj(j=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160nm左右的峰是由基质吸收和Tb3 -O2-电荷迁移带交迭产生的,193nm峰是Tb3 的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的。Ce3 的发射和Tb3 的f-f跃迁吸收(~320 nm)完全交迭,并且Tb3 的发光强度随Ce3 的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3 发光部分来自于Ce3 的吸收,具有Ce3 →Tb3 能量传递。     

红色LiMBO3 : Re3+(Re=Eu,Sm) 发光材料的特性

采用固相法制备了红色LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Re³⁺(Re=Eu, Sm)发光材料,研究了材料的发光性能。研究发现LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Eu³⁺材料呈现多峰发射,最强发射分别位于610,615,613 nm处,分别监测这三个最强峰,所得激发光谱峰值位于369,400,470 nm。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Sm³⁺材料也呈多峰发射,分别对应Sm³⁺的⁴G_5/2→⁶H_5/2、⁴G_5/2→⁶H_7/2和⁴G_5/2→⁶H_9/2跃迁发射;分别监测602,599,597 nm三个最强发射峰,所得激发光谱峰值位于374,405 nm。研究了激活剂浓度对材料发射强度的影响,结果随激活剂浓度的增大,发射强度先增强后减弱,即,存在浓度猝灭效应。实验表明,加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺或K⁺均可提高LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Re³⁺(Re=Eu, Sm)材料的发射强度。     

(Sr,Ba)Al12O19:RE3+(RE=Ce,Tb)的VUV发光及Ce3+→Tb3+的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19:RE3 (RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构.Ce3 产生302 nm的发射峰和340 am左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158 nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的.Tb3 的发射光谱显示特征的.D3→1Fi(i=2,3,4,5)和5D4→7Fi(i=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160 nm左右的峰是由基质吸收和Tb -O2-电荷迁移带交迭产生的,193 nm峰是Tb3 的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233 nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的.Ce3 的发射和Tb3 的f-f跃迁吸收(～320 nm)完全交迭,并且Tb3 的发光强度随Ce3 的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3 发光部分来自于Ce3 的0吸收,具有Cd →Tb3 能量传递.     

Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光

Tb3+离子激活的Me2SiO4(Me=Ca、Sr、Ba)发光材料是用分析纯试剂合成并加以提纯的BaCO3、SrCO3、CaCO3、H2SiO3、Li2CO3和Tb2(C2O4)3为原料,通过固态反应的合成方法而制成的。由X-光衔射谱,确定了样品的结构。通过荧光测量,探讨了Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光行为。     

LiMBO3 : Dy3+材料的发光特性

采用固相法制备了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料,并研究了材料的发光特性。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料的发射光谱均呈多峰发射,对应于Ca,Sr,Ba,其主发射峰分别是Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2(484,486,486 nm),⁶H_13/2(577,578,578 nm)和⁶H_11/2(668,668,666 nm)跃迁。监测黄色发射峰时,所得激发光 谱峰值位置相同,主激发峰分别为331,368, 397,433,462,478 nm,对应Dy³⁺的⁶H_15/2→ ⁴D_7/2,⁶P_7/2,⁶M_21/2,⁴G_11/2,⁴I_15/2和⁶F_9/2跃迁。研究了敏化剂Ce³⁺及电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺对LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料发光强度的影响。结果显示:加入敏化剂Ce³⁺提高了材料的发光强度,发光强度最大处对应的Ce³⁺浓度为3%;加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺后,材料的发光强度也得到了明显提高,但发光强度最大处对应的Li⁺、Na⁺和K⁺浓度不同,依次为4%、4%和3%。     

Ce~(3+)、Tb~(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。     

Ba2SiO4荧光粉中Ce3+和Eu2+的光谱性质和能量传递

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Ba2SiO4:Ce3 ,Eu2 .测量了它们的吸收光谱、激发光谱和发射光谱,观察到了Ba2SiO4中Ce3 对Eu2 发光的敏化现象,发光的敏化作用缘于Ce3 和Eu2 之间的高效无辐射能量传递.     

Tb~(3+)和Ce~(3+)在Sr_7Zr(PO_4)_6基质中能量传递及发光特性研究

用高温固相法制备了Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)、Sr_7Zr(PO_4)_6∶Ce~(3+)及Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+),Ce~(3+)一系列荧光粉,并通过X射线衍射仪及荧光光谱仪分析了其结构和发光性质。结果表明,Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)呈现特征绿色发射,最强发射峰位于543 nm,属于Tb~(3+)的5D4→7F5跃迁,激发峰位于226 nm处,但激发带较窄。为拓宽其激发带的宽度,在Sr_7Zr(PO_4)_6∶Tb~(3+)中掺入了Ce~(3+),观察到掺入Ce~(3+)后激发带变宽,且在Ce~(3+)的激发波长处激发得到了Tb~(3+)的发射,表明存在Ce~(3+)到Tb~(3+)的能量传递。     

(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉的光谱研究及紫外激发色像图建立

采用高温固相法制备了新型(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉,其中包括3个二元碱土离子配比系列和3个代表性三元碱土离子配比系列(Ba不变而Mg/Sr比连续变化、Mg/Sr比不变而Ba含量连续变化)共计6个系列,并研究其光谱性能(激发谱和发射谱)、紫外(254和365 nm)发光照相记录及CIE值对应色像。借鉴三元相图的建立思路,由这些二元和代表性三元数据推导三元色像图,用于新型荧光粉的系统开发。所制备的荧光粉系列包括:Mg2SiO4-Sr2SiO4,Ba2SiO4-Sr2SiO4,Mg2SiO4-Ba2SiO4,Ba原子比含量为0.2(Mg/Sr原子比连续变化),Ba原子比含量为0.6(Mg/Sr原子比连续变化),Mg/Sr原子比为1/4(Ba原子比含量连续变化系列)。其对应的254 nm激发下光谱性能、发光照相记录、和CIE色像分析表明:Eu离子可以三价和二价形式存在于(Mg1-x-yBaxSry)2SiO4中;二元系列中(Mg1-xBax)2SiO4和(Ba1-ySry)2SiO4基体中随着Ba原子比的增加荧光粉逐渐由红(对应Eu3+5D0→7F1和5D0→7F2电子跃迁窄带发射)变绿(对应Eu2+4fn-15d→4fn电子跃迁发射宽带发射)且前者变化的更快;二元系列中(Mg1-ySry)2SiO4系列为红色荧光粉,且随着Sr含量增加红色发光增大;三元系列中(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2SiO4(Mg/Sr=1/4)随着Ba离子量增加荧光粉也逐渐由红变绿,其变化速度介于Mg/Sr比等于0(即Ba2SiO4-Sr2SiO4系列)和Mg/Sr比等于∝(即Ba2SiO4-Mg2SiO4系列);三元系列中(Ba0.2SryMg0.8-y)1.95SiO4为红色荧光粉,而(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4随着Mg/Sr原子比增加逐渐由红转蓝绿光。365 nm激发下荧光发射的变化规律与254 nm激发下大体一致,但是同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254nm激发要弱,故(Mg1-xBax)2SiO4,(Ba1-ySry)2SiO4,(Bax(Mg0.2Sr0.8)1-x)2中对应的由红变绿时Ba含量分别为40at%,60at%,60at%(254 nm激发下60at%,80at%,70at%)且(Ba0.6SryMg0.4-y)2SiO4中由红变绿的Mg/Sr比为1/4(254 nm激发下为2/3)。据此建立Eu掺杂Ba2SiO4-Mg2SiO4-Sr2SiO4紫外激发色像图。借由色像图可知(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉紫外激发下发射光变化规律,即基体组分靠近Ba2SiO4端发射绿色而靠近Mg2SiO4或Sr2SiO4端发射红色,Mg/Sr比越大随着Ba原子的增加荧光粉的由红转绿的速度越快;同一样品在365 nm激发下其绿光波段发射要比254 nm激发要强且其红光波段发射要比254 nm激发要弱,(Mg1-x-yBaxSry)1.95SiO4∶0.05Eu荧光粉中当Ba>80at%,Mg>90at%(或Sr>80at%)荧光粉可分别用作高效绿色、红色荧光粉;此外,当组分为(Mg0.8Sr0.2)1.95SiO4∶0.05Eu,(Ba0.8Mg0.16Sr0.04)1.95SiO4∶0.05Eu是紫外激发下(254和365 nm)最好的红色和绿色荧光粉。     

Synthesis and Luminescent Properties of Nano-scale Y2Si2O7:Re3+ (Re=Eu, Tb) Phosphors via Sol-Gel Method

用溶胶凝胶方法制备了稀土离子掺杂的焦硅酸钇纳米粉末，并用XRD对不同温度处理的样品结构进行了表征，结果表明1000 ℃时产物成α-Y2Si2O7相，粒径约为27 nm，且掺杂离子的浓度并不影响样品的结构，测量了Eu3+和Tb3+离子掺杂的样品的激发谱和发射谱，并对其进行了分析．激发谱中真空紫外区对应基质的吸收，紫外区分别对应Tb3+的4f~5d的吸收Eu3+的电荷迁移带的吸收，对发光强度随掺杂离子浓度的变化关系也进行了讨论．对室温下的寿命进行了测量和分析．