Synthesis and Luminescence Properties of Red Phosphor SrCeO3∶ Sm3 +

采用溶胶-凝胶法合成了SrCeO3∶Sm3+红色荧光粉,用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能.研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响.结果表明:样品为具有正交晶系结构的SrCeO3晶型,呈椭球型结构.荧光光谱测试结果表明:Sm3+掺杂的SrCeO3在紫外波段有两个吸收带,一是峰值位于320 nm左右的宽吸收带,归属于Ce4+→O2-的电荷迁移带,另一个为峰值位于408nm的锐线吸收带,对应于Sm3+的6H5/2→L13/2跃迁吸收;在波长408nm的激发下,样品发红光,发射主峰位于601nm,对应于Sm3+的4G/2 →6H7/2跃迁.样品的发光强度随着Sm3+和助熔剂H3BO3加入量的增加先增强,后减弱.当Sm3+的掺杂最为3mol％,H3 BO3加入量为0.5 mol％时,发光强度最大.     

Eu3+掺杂的片状LiAl5O8的合成及发光性能

采用溶胶凝胶法制备了LiAl5O8:Eu3+红色发光材料.用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能.研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响.结果表明:样品为具有立方晶系结构的LiAl5O8晶型,呈片状结构;在波长247 nm的紫外光激发下,样品发红光,发射主峰为613 nm,对应于Eu3+的5D0→7F2跃迁.其发光强度随着H3BO3加入量的增加先增强,后减弱,当加入H3BO3量为1.0 mol;时,发光强度最大.     

微波辅助凝胶燃烧法合成红色荧光粉Ca2MgSi2O7:Eu3+及性质研究

采用微波辅助凝胶燃烧法制备了Ca2MgSi2O7∶Eu3+红色荧光粉,运用XRD、荧光分光光度计等对合成样品进行分析表征,并探讨了焙烧温度、助熔剂用量、Eu3+浓度等对样品发光性能的影响。结果表明:所得样品为四方晶系的Ca2MgSi2O7晶体结构。Ca2MgSi2O7∶Eu3+的激发光谱由一宽带和一组锐线峰组成,分别归属于Eu3+-O2-之间的电荷迁移态和Eu3+的f→f跃迁。样品的发射光谱主要由两个强发射峰组成,分别位于591 nm和619 nm处,属于Eu3+的5D0→7F1磁偶极跃迁和5D0→7F2的电偶极跃迁。研究发现:当焙烧温度为1000℃、助熔剂H3BO3用量为15%时,样品发光性能较好;Eu3+浓度(x)对样品Ca2-xMgSi2O7∶Eu3x+的发光强度影响较大,当Eu3+浓度x在0.02～0.16范围内变化时,随着Eu3+浓度的增加,样品的发光强度不断增加,未出现明显的浓度猝灭现象。     

溶胶-凝胶法制备Li2ZnSiO4∶Sm3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法合成Li2ZnSiO4∶Sm3+红色荧光粉,并对其发光性质进行了研究.结果表明:所得样品为正方晶系,呈柱状颗粒.用566 nm、604 nm和651 nm作为监控波长,激发峰位置和形状并未发生改变,但峰的强度有所差别.激发主峰位于408 nm(6H5/2→4 L13/2)处.在408 nm激发下,样品的发射光谱由四个荧光发射峰构成,分别位于566 nm、604 nm、651 nm和710 nm,对应于Sm3+特征跃迁4 G5/2→6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2),发射主峰为604nm,是一种适用于白光LED的红色荧光粉,当Sm3+的掺杂浓度为2.5;,发光强度最大.     

单一基质白光荧光粉Sr3Bi1-x（PO4）3∶Dy3+的制备与发光性能研究

本文采用高温固相法合成了Sr3Bi1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉。XRD图谱表明合成物质为纯相Sr3Bi(PO4)3晶体结构。主激发峰位于323 nm,348 nm,362 nm,385 nm,423 nm,451 nm和471 nm,分别对应Dy3+的6H15/2到4L19/2,6P7/2,6P5/2,4I13/2,4G11/2,4I15/2,4F9/2的跃迁。主发射峰位于482 nm(4F9/2→6H15/2),575 nm(4F9/2→6H13/2),分别对应于黄光和蓝光发射,其中以348 nm激发得到的峰值最强。研究了不同Dy3+掺杂浓度对发光性能的影响。随着Dy3+浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小。当掺杂浓度x=0.08时,发光强度最好。并测试了样品的色坐标,为x=0.33,y=0.35,属于白光区域。     

新型长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备稀土Eu2掺杂的CaAl2O4长余辉发光样品.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对所制备的样品进行结构表征分析,探讨Eu掺杂量为(助熔剂为0.3 mol％的H3 BO3)0.5mol％、4.5 mol％、6.5 mol％情况下,合成CaAl2O4体系荧光粉的发光性能.研究结果表明:样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于442 nm左右,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁,所发光正是人眼感觉最舒适的蓝光.蓝色荧光粉Ca0.995Al2O4∶ 0.5％ Eu2+的发光强度最好,并且在此含量下,样品的颗粒较小且分别均匀,形貌较好.     

LED用红色荧光粉NaGdTiO4∶Sm3+的合成与发光性能

采用高温固相法制备了白光LED用NaGd(1-x)TiO4∶xSm3+系列红色荧光粉,并对样品分别进行了X射线衍射分析和荧光光谱测试.结果表明,样品可以被紫外、近紫外和蓝光有效激发,在409 nm激发下,该荧光粉有三个主要发射峰,位于567 nm、607 nm和652 nm处,分别对应于Sm3+的4G/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2的跃迁发射,其中607 nm处发射最强,呈现红色发光.当Sm3+的掺杂浓度为2.5mol;时,达到最佳的发光效果.因此,这种荧光粉是一种有应用潜力的白光LED红色荧光粉.     

白光LED用K2Ba(WO4)2∶Sm3+红色荧光粉的制备与表征

采用高温固相法合成了一种新型K2Ba(WO4)2∶xSm3+红色荧光粉.通过XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.结果表明:该荧光粉具有三方晶系结构,在402 nm处有较强的激发峰,与近紫外LED芯片相匹配.在402 nm激发下,出现了Sm3的4G5/2→6 HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的特征跃迁,最强峰位于602 nm处,对应于Sm3+的4G5/2→6H3/2跃迁.Sm3+的最佳掺杂量为x=0.02,且Sm3+之间的临界距离为2.776 nm,浓度猝灭的机理为电偶极-电偶极相互作用.     

稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发光

制备了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换发光材料(60TeO2-10AlF3-10PbF2-10NaF-2Tm2O3-8Yb2O3),在980nm红外光泵浦激发下,测量了样品的吸收谱、上转换荧光发射谱和上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系.观察到峰值为477nm蓝光和651nm红光可见发射,分别是稀土Tm3+的激发态1G4→3H6,1G4→3F4跃迁;在806nm附近,观察到较强的红外发射(3H4→3H6),分析了稀土Tm3+/Yb3+共掺杂氟氧化物上转换可见发射机制,证实了稀土Tm3+上转换发射是在稀土Yb3+的敏化作用下,通过能量传递(ET)和激发态吸收(ESA),实现了激发态1G4向基态3H6、激发态3F4跃迁的三光子吸收过程和激发态3H4→3H6的双光子吸收过程.     

微波辅助共沉淀法制备SrCO_3∶Eu~(3+)红色荧光粉

采用微波辅助共沉淀法制备SrCO3∶Eu3+红色荧光粉,并利用XRD、SEM和PL-PLE分别对样品SrCO3∶Eu3+的物相、形貌和发光性能进行表征。研究了激发波长以及Eu3+浓度对样品发光性能的影响。结果表明,掺杂Eu3+作为红色发光中心进入到文石型碳酸锶晶格中占据非中心对称的格位。不论是以284nm为中心的Eu3+-O2-电荷迁移带跃迁激发,还是以393nm、464nm的f-f跃迁激发,样品的发射光谱均以614nm为主,对应于Eu3+的电偶极跃迁5D0→7F2,属于红色发光。随着Eu3+掺杂浓度的增大,发光强度先增加后减小,其中在284nm激发下的猝灭浓度为3mol%;在393nm和464nm激发下的猝灭浓度为12mol%。根据Dexter理论,样品的浓度猝灭机理为电偶极-偶极跃迁。这种红色荧光粉SrCO3∶Eu3+有望应用于荧光灯和白光LED领域。     

Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉的制备及发光性能的研究

采用溶胶凝胶法制备了Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉体,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)对Bi_4Si_3O_(12):Sm~(3+)荧光粉的结构和发光性能进行表征。研究发现:在850℃煅烧下得到Bi_4Si_3O_(12)纯相;PL谱表明该粉体从近紫外到蓝光范围内都可以得到有效激发。在紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于468 nm和563 nm,600 nm,649 nm,归属于Bi~(3+)的3P1→1S0跃迁和Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_J(J=5/2,7/2,9/2)能级跃迁,并对Bi~(3+)和Sm~(3+)之间的能量传递机制进行讨论。在467 nm的蓝光激发下粉体呈现橙黄色发光,发射峰来源于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_J特征辐射跃迁,且最强发射峰位于563 nm处,Sm~(3+)的最佳掺杂浓度为3mol%。     

Sm∶YAG/Sm∶Y3ScAl4O12单晶光纤的生长及光谱性能

采用微下拉法成功生长出Sm∶YAG和Sm∶Y₃ScAl₄O₁₂单晶光纤。XRD结果表明晶体为立方晶系,晶胞参数分别为a=1.199 3 nm和a=1.200 0 nm。测试了室温下单晶光纤的拉曼光谱、吸收光谱、荧光光谱和荧光寿命。Sm∶Y₃ScAl₄O₁₂最大声子能量为766 cm^-1。Sm∶YAG和Sm∶Y₃ScAl₄O₁₂ 在可见波段的最强吸收位于405 nm附近,非常适合InGaN/GaN二极管泵浦。404 nm激发下,最强发射带位于618 nm处, 对应于Sm³⁺的⁴G_5/2→ ⁶H_7/2能级跃迁, 测得Sm∶YAG和Sm∶Y₃ScAl₄O₁₂上能级⁴G_5/2的荧光寿命分别为1.86 ms和1.83 ms。实验结果表明Sm∶YAG和Sm∶Y₃ScAl₄O₁₂单晶光纤是有潜力的红橙光波段激光增益介质。     

柠檬酸燃烧法制备Gd3Ga5O12:Eu3+纳米晶及发光性质

以柠檬酸为燃烧剂,乙二醇为分散剂,采用燃烧法制备了Gd3Ga5O12∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射仪、扫描电镜和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD研究结果表明:合成的样品均为单一的Gd3Ga5O12晶相,纳米晶的一次性粒径分布在16～ 30nm.发射光谱和激发光谱的研究表明:主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的跃迁;宽激发带主要来自于Eu-O电荷迁移带.讨论了柠檬酸和乙二醇用量对晶粒尺寸、品格常数、发射和激发强度的影响.结果表明:过量的柠檬酸和适量的乙二醇有利于晶体发育和发光强度的提高.     

Ce3+激活NaSr4(BO3)3荧光粉的格位占据和发光性质研究

采用高温固相法制备了一系列可被紫外光有效激发的Na_1+xSr_4-2x(BO₃)₃∶xCe³⁺荧光粉,并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。X 射线衍射结果显示,Ce³⁺成功掺入到基质NaSr₄(BO₃)₃中;利用高斯峰拟合、多光谱对比等手段,分析并验证了发光中心Ce³⁺占据了NaSr₄(BO₃)₃中Sr²⁺(1)和Sr²⁺(2)两个格位;研究了不同浓度Ce³⁺的掺杂对发光位置和发光强度的影响,随着Ce³⁺掺杂浓度的提高,发射光谱出现红移,发光强度出现增强→减弱→再增强的趋势;将荧光粉的发射光谱与植物光合色素吸收光谱进行对比,发现它不仅可以吸收300~350 nm的紫外光,发射光谱还很好地覆盖了植物光合色素所需的蓝光区吸收波段,证明其在农业生产的转光剂方面有潜在应用价值。     

Y2O3∶Yb3+,Tm3+纳米粉体的制备及发光性能研究

以Y2O3为基质材料,Yb3+为敏化剂,Tm3+为激活剂,采用化学共沉淀法制备Y2O3∶Yb3+,Tm3+纳米粉体,通过差热、红外光谱、XRD、荧光、上转换发光和场发射电子显微镜等方法对样品进行表征.结果表明:Tm3+和Yb3+完全固溶到Y2O3立方晶格中,且粉体大小均匀,尺寸约50 nm;Yb3+浓度为4;(摩尔分数)、煅烧温度900 ℃时,荧光和上转换发光强度最强;Tm3+浓度为0.4;时绿光(5F4/5S2→5I8)和红光(2F5/2→2F7/2)荧光强度最强,浓度0.5;时蓝光(1G4→3H6)和红光(1G4→3F4)的上转换发射强度最大.     

Li(Na,K)Ba(Sr,Ca)B9O15∶Eu3+荧光粉的制备及发光性能

采用高温固相法在空气气氛下合成了一系列Eu³⁺掺杂硼酸盐基质荧光粉。用X射线衍射、荧光光谱以及色坐标等手段对荧光粉的晶相和发光性能进行表征。通过LiBaB₉O₁₅中的碱金属以及碱土金属之间的相互取代,研究了基质组成的改变对荧光粉发光性能的影响。结果表明,在Li(Na,K)Ba(Sr,Ca)B₉O₁₅∶0.07Eu³⁺系列荧光粉中,LiSrB₉O₁₅∶0.07Eu³⁺荧光粉的发光强度最强。考察了煅烧温度、保温时间和Eu³⁺掺杂量对LiSrB₉O₁₅∶Eu³⁺荧光粉晶相和发光性能的影响,煅烧温度为750 ℃,保温时间为1~5 h时,样品的结晶性均良好。Eu³⁺掺杂量为0.52时,LiSrB₉O₁₅∶Eu³⁺荧光粉的发光强度最强。当x≥0.42(x=0.42,0.47,0.52,0.57)时,LiSrB₉O₁₅∶xEu³⁺色坐标均接近标准红光(0.67,0.33)。比较了LiSrB₉O₁₅∶xEu³⁺(x=0.02~0.57)荧光粉的611 nm(⁵D₀→⁷F₂)和586 nm(⁵D₀→⁷F₁)处发射峰相对强度比值R,R值变化不大,说明多数Eu³⁺在晶格中处于非反演对称中心的格位;比较了LiSrB₉O₁₅∶0.52Eu³⁺荧光粉和商用Y₂O₃∶Eu³⁺荧光粉的发光特性,在260 nm波长激发下,LiSrB₉O₁₅∶0.52Eu³⁺荧光粉的发光强度弱于Y₂O₃∶Eu³⁺荧光粉;在362 nm和394 nm波长激发下,LiSrB₉O₁₅∶0.52Eu³⁺荧光粉的发光强度强于Y₂O₃∶Eu³⁺荧光粉。     

α相和β相BiNbO4∶Eu3+的荧光性能

采用高温固相法合成出正交相和三斜相结构的BiNbO₄∶Eu³⁺样品,利用X 射线衍射(XRD)、拉曼光谱、吸收光谱和荧光光谱对样品的结构和光学性能进行了研究。结果表明:900 ℃合成样品为正交相结构α-BiNbO₄,而1 200 ℃得到三斜相结构β-BiNbO₄。吸收光谱得到α相和β相BiNbO₄的光学带隙分别为2.69 eV和2.96 eV,与第一性原理的理论结果2.640 eV和3.032 eV相吻合。Eu³⁺掺杂诱导二者的光学带隙蓝移至2.89 eV和3.05 eV,有效改变了其光响应范围。荧光光谱表明:Eu³⁺在两种结构的最强荧光峰均来自⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁,最强荧光峰分别位于615 nm和611 nm。Eu³⁺在β-BiNbO₄中的荧光强度更高,而且其⁵D₀→⁷F₂和⁵D₀→⁷F₁的荧光强度比值更大。与Eu³⁺相似,Er³⁺在β-BiNbO₄中具有更高的上转换荧光强度,其强度约是在α-BiNbO₄中荧光的近40倍,说明三斜结构BiNbO₄更适合做稀土离子的基质材料。     

Pb2+掺杂CaMoO4∶Dy3+,Eu3+荧光粉发光性能及能量传递机理的研究

采用共沉淀法合成了Pb²⁺掺杂CaMoO₄∶Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉,通过X射线衍射仪、荧光分光光度计对荧光粉的物相组成、发光特性以及激活离子间能量传递效率进行了表征及分析。结果表明,掺杂Pb²⁺的CaMoO₄∶Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉样品没有出现新的衍射峰,说明Pb²⁺很好地代替Ca²⁺进入到晶格当中,CaMoO₄∶0.05Dy³⁺,0.15Eu³⁺,0.15Pb²⁺荧光粉晶胞参数为a=b=0.548 9 nm, c=1.275 3 nm, Z=2,属于四方晶系,在391 nm波长激发下,484 nm处为Dy³⁺(⁴F_9/2→⁶H_15/2)的蓝光特征发射峰,575 nm处为Dy³⁺(⁴F_9/2→⁶H_13/2)跃迁产生的黄光发射峰,593 nm处为Eu³⁺(⁵D₀→⁷F₁)跃迁产生的橙光发射峰,619 nm处为Eu³⁺(⁵D₀→⁷F₂)跃迁产生的红光发射峰。通过计算得出CaMoO₄∶Dy³⁺,Eu³⁺荧光粉中Dy³⁺和Eu³⁺之间临界传递距离为1.542 6 nm,能量传递机理是偶极-四极相互作用,能量传递效率接近60.31%,掺杂金属离子Pb²⁺的荧光粉样品能量传递效率最高提升至72.40%。所以,掺杂Pb²⁺能够大幅度提升Dy³⁺与Eu³⁺之间能量传递效率和改善荧光粉的发光性能,因此其在白光LED领域具有重要研究意义。     

白光LED用红色荧光粉SrMoO4: Eu3+,Gd3+的制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Sr1-x-yMoO4∶ Eu3+x,Gd3+y,分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫面电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定.结果表明:所合成的样品均为单一纯相四方晶系结构,添加Gd3+(为0.35mol时)使主衍射峰的位置右移了0.35°;SEM照片显示:SrMoO4∶ Eu3+和SrMoO4∶Eu3+,Gd3+颗粒尺寸分布相对均匀,为类方块状,颗粒大小约为1～3μm;Gd3+和Eu3+的共掺得到的SrMoO4∶ Eu3+,Gd3+在616 nm处主发射峰的发光强度约是SrMoO4∶Eu3+的2.09倍;当掺杂x=0.25 mol和y=0.35 mol时,在近紫外光(395 nm)激发下,SrMoO4Eu3+,Gd3+得到616 nm处红光发射极峰.