Eu3+和Tb3+掺杂的Y2SiO5体系发光特性研究

采用溶胶－凝胶法合成了Eu^3 和Tb^3掺杂的Y2SiO5基发光材料，通过测量它们的激发光谱和发射光谱，研究了它们的发光特性，探讨了材料中Tb^3和Eu^3 两种发光中心间的能量关系。结果表明，Eu^3＋在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为，Eu^3处于非反演对称中心格位；Tb^3在其中的发射为^5D4→^7FJ(J＝4－6）跃迁发射。当Eu^3和Tb^3共存于Y2SiO5基质中时Eu^3的发射增强，Tb^3的发射减弱，存在Tb^3→Eu^3能量传递，Tb^3对Eu^3具有敏化作用。     

Ln7O6（BO3）（PO4）2：Eu（Ln=Al,Gd,Y）的UVU—UV激发和辐射发光

本文报道了Ln7O6(BO3)(PO4)2:Eu(Ln=La,Gd,Y)在UVU－UV区的激发光谱及Eu^3 在可见区的发射光谱,其激发光谱包括基质在真空紫外区的激发带和激活剂离子在紫外区的Eu^3 -O^2-电荷迁移带,随着La^3 ,Gd^3 ,Y^3 离子半径逐渐减小,Eu^3 -O^2-电荷迁移带的重心位置逐渐向高能量方向移动,Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu和Y7O6（BO3）（PO4）2：Eu在真空紫外区的吸收与Eu^3 -O^2-电荷迁移带位于紫外区的吸收的比值要高于在La7O6(BO3)(PO4)2:Eu中的这个比值,激发能可被基质吸收,传递给激活剂离子,得到Eu^3 的红光发射,在Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu中,^5D0→^7F1的发射强度较强,在Y7O6（BO3）（PO4）2：Eu中,^5D0→^7F2和^5D0→^7F3的跃迁较强。     

La(BO2)3基质中Eu3+的发光性质与晶体结构的关系

采用高温固相反应合成了（La1-xEux)（BO2）3,利用X射线粉末衍射方法确定其晶体结构,利用红外光谱探讨了[BO3]单元的聚合情况。根据（La1-xEux)（BO2）3所属空间群中等效点系的对称性分析及Eu^3 的荧光光谱,详细地探讨了Eu^3 的发光性质与其所处格位点对称性的关系。La(BO2)3:Eu^3 体系中,Eu^3 出现较强的^5D0→^7F1磁偶极路迁,因而Eu^3 主要占据点对称性为Ci的格位,出现的其它跃迁是部分Eu^3 占据偏离Ci的格位,而并非占据C2或C1格位,另外,^2D0→^7F4跃迁发射很强,其原因尚不清楚。选择适当的助熔剂可以提高样品的结晶程度,有利于Eu^3 占据严格的Ci格位,增强材料的发光性能。     

红色荧光粉Ca4(La1-x-yGdxYy)1-nO(BO3)3:nEu3+的发光和优化

用高温固相法合成了红色荧光粉Ca4（La1-x-yGdxYy）1-nO（BO3）3：nEu^3＋（LnCOB：Eu,Ln=La1-x-y-GdxYy）,并对其在真空紫外至可见范围的发光性质进行了系统的研究,找出发光较好的组分范围并与某些商品红色荧光粉进行了比较。LnCOB：Eu在254nm紫外线激发下的发射光谱为Eu^3＋的^5D0→^7FJ（J=0,1,2,3,4）的特征跃迁。监测其最强的^5D0→^7F2发射线,其激发光谱在250nm左右有一个宽的激发带,归属于Eu-O电荷迁移带,适于用254nm汞线激发;在300—450nm有一些弱的归属于Eu^3＋的f-f跃迁的锐吸收峰;在真空紫外区184—188nm附近有一个宽带,为基质吸收带,并可能包含了Eu^3＋的f-d跃迁。在Ca4GdO0（BO3）3：Eu^3＋的激发光谱中,还包含了Gd^3＋的^8S7/2→^6GJ跃迁,此跃迁增强了荧光粉在184～188nm附近的激发强度。     

Tb掺杂氟化铅晶体的发光特征

用非真空Bridgman方法制备了掺有Tb杂质的氟化铅（PbF2:Tb)晶体,闯杂浓度从0.008at.%至0.6at.%。在室温下测量了该晶体的吸收和发射光谱,发现该晶体在X－射线和紫外线激发下均能够发出比较强的荧光。FbF2:Tb晶体的光吸收起源于Tb^3 离子的4f-4f跃迁,而其光发射则源于Tb^3 离子的电子分别从其激发态^5D3和^5D4能级路迁到基态^7Fj(J=6,5,4,3,2)。 荧光强度随掺杂浓度的提高而提高,当Tb^3 离子浓度较低时,以^5D3→^7FJ跃迁发射为主,当Tb^3 离子浓度较高时,则以^5D4→^7FJ跃迁发射为主。在同一晶体中,发光强度随中心所占晶格位置的改变而改变,反映出Tb^3 离子在PbF2晶体中的分布具有分凝系数大于1的特征。推测Tb^3 离子在PbF2晶体中占据Pb格位,同时产生间隙F^-离子缺陷来平衡电价。     

Sr4Al14O25:RE3+(RE=Eu,Ce,Tb)中稀土离子的发光性质

采用高温固相反应合成了Sr4Al14O25：RE^3 (RE＝Eu，Ce，Tb)样品，研究了其中Eu^3 ，Ce^3 和Tb^3 的光谱性质，以及Ce^3 与Tb^3 共掺时的能量传递现象；发现Eu^3 ，Ce^3 和Tb^3 占有两个格位，与Eu^2 在此基质中的情况相似；在Tb^3 的发射光谱中同时观察到了来自^5D3与^5D4的发射，表明两能级间无辐射跃迁过程不显著；Ce^3 对Tb^3 有敏化作用。     

纳米Y2O3:Eu3+中S6格位电荷迁移带的光学特性

在Y2O3：Eu^3 体材料和纳米材料中,观察到紫外激发下处于S6格位的Eu^3 的^5D0→^7F1发射(582nm)的强度,相对处于C2格位的^5D0→^7F0发射(580nm)的强度,随着激发波长在200—300nm紫外区由长变短而增强。这一现象说明Y2O3：Eu^3 中两种格位的电荷迁移带及基质激发的性质不同。光谱分解得出S6格位的电荷迁移带位于C2格位电荷迁移带的高能侧,Y2O3基质倾向于向S6格位进行能量传递。与体材料相比,两种格位的电荷迁移带在纳米材料中都发生红移;相对于C2格位的电荷迁移带,S6格位的电荷迁移带强度在纳米材料中比在体材料中明显降低,并对结果进行了讨论。     

Ln7O6(BO3)(PO4)2:Eu(Ln=La,Gd,Y)的VUV-UV激发和辐射发光

本文报道了Ln 7O6(BO3)(PO4)2:Eu(Ln=La,Gd,Y)在VUV-UV区的激发光谱及Eu3+在可见区的发射光谱.其激发光谱包括基质在真空紫外区的激发带和激活剂离子在紫外区的Eu3+-O2-电荷迁移带,随La3+,Gd3+,Y3+离子半径逐渐减小,Eu3+-O2-电荷迁移带的重心位置逐渐向高能量方向移动,Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu和Y7O6(BO3)(PO4)2:Eu在真空紫外区的吸收与Eu3+-O2-电荷迁移带位于紫外区的吸收的比值要高于在La7O6(BO3)(PO4)2:Eu中的这个比值.激发能可被基质吸收,传递给激活剂离子,得到Eu3+的红光发射.在Gd7O6(BO3)(PO4)2:Eu中,5D0→7F1的发射强度较强,在Y7O6(BO3)(PO4)2:Eu中,5D0→7F2和5D0→7F3的跃迁较强.     

SrB4O7：Pr^3 中Pr^3 的发光性质

本研究报道Pr^3 在SrB4O7中的发光性质,在SrB4O7中Pr^3 离子的4f5d能态高^1S0能级,因此,在207nm UV光激发下,Pr^3 能够把所吸收的一个高能量的UV光子转换为两个可见光子的发射(光子倍增);在此氧化物基质中的光子倍增主要是由于田离子处于弱的晶体场格位之中;由于与稀土弱联结相关的声于振动频串低(hωmax-1200cm^-1),因此还能观察到从^3P0能级向低能级的跃迁．第一个光子的发射由1^S0→1^G4(313nm),^1S0→^1D2(338nm)和^1S0→^1I6(405nm)的辐射跃迁组成;第二个光子的发射由^3P0和^1D2能级向低能级的辐射跃迁组成[^3P0→(^3HJ,^3FJ)和^1D2→（^3H4,^3H5)].     

温度和浓度对分散在SiO2中Y2O3:Eu3+纳米材料发光的影响

讨论了分散在SiO2中的Y2O3：Eu纳米发光材料在不同浓度和不同灼烧温度下光谱的变化规律,在室温紫外激光波长激发下不同灼烧温度下样品的发射光谱。从光谱上看到在一定浓度下随着灼烧温度的升高发光变强,而且在一定温度下随浓度提高发光变强。尤其在^5D0→^7F0跃迁谱线的强度明显高于^5D0→^7F2的电偶极跃迁强度,并分析了原因。探讨了合理的掺杂浓度和灼烧温度,并测量了Y2O5：Eu质量分数为5％时,灼烧温度在1300℃时的激发光谱和格位选择激发光谱。样品平均粒径50nm,得到在不同波长激发下的^5D0→^7F0和^5D0→^7F2选择激发光谱。分析认为Eu^3 存在着4种格位,并对其进行了初步的分析讨论。     

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。     

硅酸锶中Pr~(3+)的4f5d态的光谱特性及Pr~(3+)→Gd~(3+)的能量传递

本文研究了室温下Pr3 + 在Sr2 SiO4 中的发射光谱和激发光谱 ,在激发光谱中 ,最低激发峰位置低于1S0能级位置 ,属于 5d态的吸收。发射光谱主要由 5d→ 4f的跃迁构成 ,未观测到Pr3 + 的3 P0 和1D2 的辐射跃迁。Pr3 + 的掺杂浓度在 0 0 1mol左右时 ,其发射强度接近最大。在Sr2 SiO4 ∶Pr3 + ,Gd3 + 体系中 ,Pr3 + 的 5d→3 H4 的跃迁与Gd3 + 的8S7/ 2 →6I能级的吸收跃迁相匹配 ,因此发生了Pr3 + →Gd3 的高效无辐射能量传递。固定Pr3 +的浓度时 ,随着体系中Gd3 + 离子浓度的增加 ,Gd3 + 的发射强度也随之增强 ,同时 ,Pr3 + 的发射强度则逐渐下降。     

LaPO4:Ce3+/Tb3+ 纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce^3 和Tb^3 共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce^3 和Tb^3 的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce^3 的激发,Tb^3 的^5D4→^7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce^3 和Tb^3 的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce^3 →Tb^3 的能量传递速率降低了3倍。Tb^3 的^53能级衰减包括两个过程：快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应^5D3→^5D4的弛豫,快过程对应^5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于^5D4的激发态能级上损失的能量更少。     

(Y,Gd)BO3:Tb3+的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出（Y,Gd）BO3：Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。（Y,Gd）BO3：Tb在147nm真空紫外光激发下的发射主峰在544nm（Tb^3＋的^5D4→^7F5跃迁）,是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,（Y,Gd）BO3：Tb的基质吸收带位于150nm附近。Gd^3＋离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd^3＋→Tb^3＋的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8ms,能够满足显示显像技术的要求。因此,（Y,Gd）-BO3：Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

Y3Al5O12：Eu^3＋磷光体的溶胶—凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料．采用溶胶-凝胶法在1000℃下合成了Eu^3 掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体。利用TG-DSC，XRD和发光光谱等对样品进行了表征。结果表明，YAG：Eu^3 的晶相形成温度为991℃。Eu^3 在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异。研究了Eu^3 含量和烧结温度对Eu^3 的^5D0→^7F1和^5D0→^7F2发射峰强度的影响。随煅烧温度的升高和Eu^3 浓度的增加，Eu^3 发射峰强度增强。     

结构稳定的高质量荧光材料CaAl4O7：Tb^3＋,Ce^3＋

在本文中制作了CaAl4O7:Tb^3 ,Ce^3 新荧光材料。烧结温度为1300℃,烧结环境为N2＋5％H2还原气。TEM实验结果表明样品的粒度小于1μm。X－射线和HRTEM实验证实,样品的晶格点阵十分规则,而且没有发现掺杂和助溶剂对基质结构的影响,表现出十分好的材料质量。光学实验观测到对应于Tb^3 离子的^5D4到^7FJ(J=6,5,4,3)的跃迁发射峰在485,545,590和630nm。CaAl4O7:Tb^3 ,Ce^3 降低了基质结构的不确定性,同时保持了Tb^3 发光中心的特性。     

M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Gd,Lu)红色荧光粉发光性质的研究

用高温固相反应法合成了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Lu,Gd)荧光粉,研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O~(2-)-Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f-f跃迁构成的。M_2Eu_xLa_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba)的O2--Eu~(3+)的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu~(3+)浓度对发光强度的影响。分析了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5和M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5的荧光寿命。     

红色荧光粉Ca_4(La_(1-x-y)Gd_xY_y)_(1-n)O(BO_3)_3∶nEu~(3+)的发光和优化

用高温固相法合成了红色荧光粉Ca4(La1-x-yGdxYy)1-nO(BO3)3∶nEu3+(LnCOB∶Eu,Ln=La1-x-y-GdxYy),并对其在真空紫外至可见范围的发光性质进行了系统的研究,找出发光较好的组分范围并与某些商品红色荧光粉进行了比较。LnCOB∶Eu在254 nm紫外线激发下的发射光谱为Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)的特征跃迁。监测其最强的5D0→7F2发射线,其激发光谱在250 nm左右有一个宽的激发带,归属于Eu-O电荷迁移带,适于用254 nm汞线激发;在300~450 nm有一些弱的归属于Eu3+的f-f跃迁的锐吸收峰;在真空紫外区184~188 nm附近有一个宽带,为基质吸收带,并可能包含了Eu3+的f-d跃迁。在Ca4GdO-(BO3)3∶Eu3+的激发光谱中,还包含了Gd3+的8S7/2→6GJ跃迁,此跃迁增强了荧光粉在184~188 nm附近的激发强度。     

SrWO4∶Eu3+纳米晶的合成、表征和光致发光性能

用CTAB辅助水热法合成了四方相的SrWO4∶Eu3+纳米晶体。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段对样品进行了表征。SrWO4∶Eu3+纳米晶粒尺寸随着反应溶液中Eu3+离子和CTAB含量的增加而减小。在393 nm光激发下,观察到5D0→7F J(J=1,2,3,4)和5D1→7F0跃迁,并且5D0→7F2跃迁的发射最强,表明Eu3+在SrWO4基质中占据了非对称中心的格位。发射峰的位置与激发波长无关。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。用X射线衍射仪（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明，改变甘氨酸与稀土离子的比例（G／M）、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。在退火温度为800℃，G／M等于0．83和1．0时，均得到了纯立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶，随着G／M的增加，Gd2O3：Eu^3＋从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大，晶粒尺寸在10-30nm之间。立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶主发射峰位置在612nm（^5D^0→^7F2跃迁），激发光谱中电荷迁移态发生了红移。