Ce,Mn∶YAG单晶的生长及光学性能

采用提拉法生长了白光发光二极管(LED)用Ce,Mn∶YAG单晶,通过X射线衍射(XRD)测试、X射线吸收精细结构(XAFS)测试、吸收光谱和激发发射光谱对其晶相结构、掺杂Mn的价态和光谱特性进行了表征,并研究了晶片厚度及驱动电流的变化对LED器件光电性能的影响.在460 nm蓝光的激发下,Ce,Mn∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526和566 nm的宽带发射峰复合而成.XAFS测试结果表明,所得单晶中掺杂Mn的价态以正二价为主.由于Ce3+和Mn2+在YAG单晶中存在能量传递,荧光光谱中566 nm处的橙色发射峰对应于Mn2+离子4T1→6A1能级的辐射跃迁.     

白光LED用Ce:YAG单晶的光学性能与掺杂浓度分析

采用提拉法生长Ce∶YAG单晶,通过X射线衍射和激发发射光谱对其晶相结构和光谱特性进行了表征,研究了Ce∶YAG单晶封装白光LED的最佳掺杂浓度.在455 nm蓝光激发下,Ce∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526 nm(5d12E gГ8g→4f12F7/2Г8u)的宽发射带(500~650 nm)组成;激发光谱由343 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ7g)和466 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ8g)2个激发峰组成;Stokes位移为2448 cm-1,Huang-Rhys因子为6.12.研究结果表明,Ce∶YAG单晶中Ce离子掺杂浓度与封装的白光LED之间有对应关系,在650 nm红粉调节下Ce离子最佳掺杂浓度范围为0.034~0.066.     

用于白光LED的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷制备

用共沉淀法制得的Y3Al5O12(YAG)∶Ce3+前驱体,混和H3BO3-SiO2-Al2O3-Na2CO3玻璃初始材料,经过1300℃3h煅烧,得到用于白光LED封装的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷。用差热分析(DTA)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等分析方法对产物进行表征。研究发现Al2O3和YAG∶Ce3+前驱体含量对YAG玻璃陶瓷激发和发射光谱强度有重要影响。结果表明,玻璃陶瓷中晶体为10μm左右的YAG,其激发和发射光谱与标准YAG荧光粉光谱一致。当Al2O3和YAG∶Ce3+前驱体含量分别为初始混合材料质量的11.5%和34.6%时,玻璃陶瓷荧光强度达到最大值。用本文制备的硼铝硅酸盐YAG玻璃陶瓷封装成白光LED,在350mA驱动电流下,色坐标为(0.2934,0.3094),相关色温为8020K,显色指数为75.2。     

新型全色发光材料NaCaPO_4:Dy~(3+)制备及发光性能

釆用高温固相法制备了NaCaPO4∶Dy3+系列样品,并在紫外(UV)及真空紫外(VUV)区域研究了系列样品的发光性能.紫外激发光谱显示在350nm处有最强的激发峰,可以有效地吸收紫外光并将其转化为可见光.真空紫外激发光谱表明,NaCaPO4∶Dy3+能有效地吸收无汞荧光灯的激发源并将其转化为可见光.系列样品发光均呈现为白色,这种材料有潜力作为全色显示材料应用于发光二极管(LED)和无汞荧光灯中.     

新型全色发光材料NaCaPO4∶Dy3+制备及发光性能

釆用高温固相法制备了NaCaPO4∶Dy3+系列样品, 并在紫外(UV)及真空紫外(VUV)区域研究了系列样品的发光性能. 紫外激发光谱显示在350 nm处有最强的激发峰, 可以有效地吸收紫外光并将其转化为可见光. 真空紫外激发光谱表明, NaCaPO4∶Dy3+能有效地吸收无汞荧光灯的激发源并将其转化为可见光. 系列样品发光均呈现为白色, 这种材料有潜力作为全色显示材料应用于发光二极管(LED)和无汞荧光灯中.     

Ce3+离子激活的Sr5( BO3)3F荧光材料VUV-Vis发光性质

利用高温固相法合成了一系列Ce3+掺杂的Sr-2xCexNax(BO3)3F (x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)荧光粉.用XRD表征了荧光粉的相纯度.测定了材料在真空紫外-紫外(VUV-UV)范围的激发光谱和VUV-UV光激发下的发射光谱.研究结果显示:Sr5 (BO3)3F的基质吸收峰位置大约在150 ～ 190 nm范围,与Xe基稀有气体混合物等离子体发射波长吻合,适于用作PDP和无汞荧光灯用荧光粉的基质材料.从VUV-UV激发和发射光谱来分析,Ce3+在Sr5( BO3)3F中是占据了Sr(1)和Sr(2)格位,当Ce3+的掺杂浓度较低时,进入Sr(2)格位Ce3+的发光(～390 nm)较强,随着Ce3+的掺杂浓度增加,较低能量Sr(1)格位上Ce3+的发射(～450 nm)增强,因而在同一波长激发下,发射光谱随着掺杂浓度增加发生明显的红移现象,荧光体的发光颜色由蓝紫光(390 nm)向蓝绿光(453 nm)变化.     

YAG∶Nd中Pr,Sm,Dy杂质对其光谱的影响

采用溶胶 -凝胶法合成了YAG∶Nd ,Re(Re =Pr,Sm ,Dy)系列化合物 ,研究了它们的光谱性质 .结果表明 :Pr3 + ,Sm3 + ,Dy3 + 对YAG基质中Nd3 + 的发光具有猝灭作用 ,属于有害杂质 ,在激光晶体原料中必须除去     

KZnF3∶Ce，Tb的溶剂热合成及光谱性质

采用溶剂热法合成了Ce3+,Tb3+单掺和双掺KZnF3发光粉。分析了样品的结构与形貌。结果表明,所合成的样品均为单相,颗粒粒度分布均匀。讨论了它们的光谱特性。研究发现,在KZnF3∶Ce3+激发光谱中激发带劈裂成2个带峰,最大发光中心分别位于263 nm(主峰)和246 nm,而在发射光谱中只观察到1个带状发射峰,最大发射中心位于330 nm。在KZnF3∶Tb3+激发光谱中存在较强的基质激发峰,而在发射光谱中,发现Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁。在KZnF3双掺体系中,Tb3+的发光强度随Ce3+的浓度增加而增强,存在Ce3+→Tb3+能量传递,尤其是Tb3+的5D4→7F5跃迁发射显著增强,有望成为一种有发展前途的绿色荧光材料。     

La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的光谱, 发现Ce3+在La2CaB10O19中共有两种格位, 分别取代了十配位的La3+和八配位的Ca2+, 从而发射光谱中没有出现特征的双峰, 而出现了峰值约位于307, 330和356 nm的3个发射峰.由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂, 激发光谱中位于194, 224, 243, 260, 274和318 nm的峰是由两个格位的Ce3+的f-d跃迁引起的.Ce3+占据两个格位, 可以通过以Eu3+为荧光探针的发射光谱中出现的两个5D0-7F0跃迁得到验证.峰值位于162 nm的激发谱带是基质吸收带, 与基质禁带宽度相对应.通过计算, 不排除其中包含O2-→Ce3+的电荷迁移带的可能性.     

YAG∶Nd中Pr,Sm,Dy杂质对其光谱的影响

采用溶胶 -凝胶法合成了YAG∶Nd ,Re(Re =Pr,Sm ,Dy)系列化合物 ,研究了它们的光谱性质 .结果表明 :Pr3 + ,Sm3 + ,Dy3 + 对YAG基质中Nd3 + 的发光具有猝灭作用 ,属于有害杂质 ,在激光晶体原料中必须除去     

Ce3+激活的LiSrBO3材料发光特性及晶体学格位研究

采用固相法制备了蓝白色LiSrBO3∶Ce3+材料. 测得LiSrBO3∶Ce3+材料的发射光谱为一个主峰位于436 nm的非对称单峰宽谱; 监测436 nm发射峰时所得材料的激发光谱为一个主峰位于369 nm的宽谱. 利用Van Uitert公式计算了Ce3+取代LiSrBO3中Sr时所占晶体学格位, 得出433 nm发射带归属于九配位的Ce3+发射, 469 nm发射带起源于八配位的Ce3+发射. 研究了Ce3+浓度对LiSrBO3∶Ce3+材料发光强度的影响, 研究结果显示, 随着Ce3+浓度的增大, 发光强度呈现先增大后减小的趋势, 在Ce3+摩尔分数为3%时到达峰值, 根据Dexter理论, 其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用. 引入Li+, Na+和K+作为电荷补偿剂时发现, LiSrBO3∶Ce3+材料的发射光谱强度均得到了明显的增强. 利用InGaN管芯(370 nm)激发LiSrBO3∶Ce3+材料时, 获得了很好的蓝白光发射, 色坐标为(x=0.289, y=0.293).     

BaY2F8∶Ce, Eu中Ce3+→Eu2+的能量传递和Ce3+→Eu3+的电子转移

采用高温固相反应法制备了 Ba Y2 F8∶ Ce3 + ,Ba Y2 F8∶ Eu2 + 和 Ba Y2 F8∶ Ce,Eu,测定了它们的激发、发射和漫反射光谱 .首次发现并研究了在 Ba Y2 F8共掺 Ce F3 和 Eu F3 体系中存在 Ce3 + → Eu2 + 的能量传递和Ce3 +→ Eu3 +的电子转移两种过程及其竞争 .根据光谱数据 ,讨论了 Ce4 +的可能取代格位     

助熔剂对Y3Al5O12∶Ce荧光粉性能的影响

在还原气氛下采用高温固相反应法合成了白光LED用黄色荧光粉 Y3Al5O12∶Ce(YAG∶Ce), 研究了助熔剂对YAG∶Ce荧光粉发光特性的影响. XRD的测量结果表明加入合适的助熔剂有利于YAG∶Ce荧光粉的晶化, 并且不引入杂相. 选择BaF2和H3BO3同时使用效果要好于单独使用一种助熔剂. 助熔剂的加入可增大YAG∶Ce荧光粉的激发和发射光谱强度, 并能有效降低荧光粉的中心粒径(D50)控制粉体的粒径分布, 适用于白光LED的制造.     

YAG∶Ce体系中稀土离子掺杂对Ce3+的光谱性能的影响

采用高温固相法合成了一系列的(Y0.95Ln0.01Ce0.04)3Al5O12(简称YAG∶Ce,Ln), 系统地研究了此体系中的Ln3+对Ce3+的发光强度的影响. 结果表明, 在YAG∶Ce的体系中, La3+, Gd3+, Lu3+等光学透明离子的少量掺杂对Ce3+的发光强度的影响不大; 掺入少量的Pr3+, Sm3+, Tb3+, Dy3+, Ho3+, Er3+, Tm3+等稀土离子, 由于它们的能级与Ce3+的能级有交叠, 使它们之间存在着竞争吸收或能量转移, 对Ce3+的发光有较明显的变化, 其中, Pr3+和Sm3+的掺入使其在红光区有发射峰, 可以增加YAG∶Ce的红色成分以提高显色性; Nd3+, Eu3+和Yb3+对Ce3+的发光有严重的猝灭作用.     

Li2SrSiO4:Ce3+,Tb3+荧光粉的发光特性及Ce3+→Tb3+的能量传递

用固相反应法合成了具有单相的Li2EuSiO4结构的Li2Sr1-x-ySiO4:xCe3+,yTb3+系列样品。荧光光谱研究表明,Li2SrSiO4:Ce3+发射很强的蓝光,最强的激发峰位于360 nm;而Li2SrSiO4:Tb3+发射很强的绿光,最强的激发激发峰位于243 nm,但在350～410 nm的激发非常微弱。在Ce3+,Tb3+共掺杂的样品Li2Sr0.99-ySiO4:0.01Ce3+,yTb3+中,观察到Ce3+对Tb3+的共振能量传递。由于Ce3+对Tb3+能量传递,Tb3+的激发光谱中出现360 nm附近的宽激发峰。控制Tb3+/Ce3+掺杂浓度比可以实现绿蓝双基色的调制。这种双基色的荧光粉有望在紫外激发的白光LED中获得应用。     

GdVO_4∶Eu~(3 )的真空紫外激发光谱研究

报道了GdVO4∶Eu3 的光致发光光谱和真空紫外 紫外激发光谱。GdVO4∶Eu3 是高效率的真空紫外 紫外激发荧光材料。GdVO4∶Eu3 在6 0～ 35 0nm真空紫外 紫外波段的激发可能主要来源于基质的吸收 ,有明显的Eu3 及Gd3 的 4fn - 1 5d吸收。在GdVO4∶Eu3 中 ,存在如下能量传递过程 :VO3 - 4 →Eu3 ,Gd3 →Eu3 ,Gd3 →VO3 - 4 →Eu3 ;通过后两个过程 ,Gd3 Eu3 可实现量子剪裁。     

论文摘要

YAG∶Ce3+荧光粉的合成及α-Al2O3籽晶对相形成的促进作用李永绣*,李颖毅,闵宇霖,吴燕利,程昌明,周雪珍,辜子英(南昌大学稀土与微纳功能材料研究中心,江西南昌330047)摘要:用聚丙烯酰胺凝胶法来合成YAG∶Ge3+荧光粉,用XRD对煅烧过程粉体的结构进行了跟踪测定。结果发现,当直接煅烧凝胶时,可观察到θ-Al2O3,YAM和YAP等中间相的形成,而当煅烧含有α-Al2O3,YAM和YAP的形成,加速其与Y2O3的反应而在较低温度下直接生成YAG相。合成YAG∶Ce3+荧光粉的发射峰为处于550 nm的宽峰,其激发光谱有两个主要的吸收峰,主峰位于460 nm,可以与…     

GdPO4∶Eu3+和GdPO4∶Ce3+,Tb3+纳米晶多元醇法的合成与表征

首次采用多元醇的方法合成了GdPO4:Eu3+和GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶,并利用X-射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM),光致发光光谱(PL)及热重和差示扫描量热分析(TG-DSC)对产物进行了表征.结果表明,产物为单斜晶系独居石结构正磷酸盐;形貌为梭形,长轴600～700 nm,短轴50～200 nm;纳米晶在水中有良好的分散性.GdPO4:Eu3+水溶液在251 nm激发下.发射光谱以Eu3+的5D0-7F1 (592 nm)磁偶极跃迁强度最大;GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶水溶液的激发光谱在240～300nm处有一宽的吸收带,峰值位于262 nm,为Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收,发射光谱呈现Tb3+特征绿色发射,最强峰位于544 nm.讨论了GdPO4:Ce3+,Tb3+体系中敏化发光机理,通过光谱分析证实了存在Ce3+→Gd3+→Tb3+的能量传递过程.     

YAG:Ce,Mn微晶玻璃的制备及光谱性能研究

由于YAG:Ce微晶玻璃缺乏红色发光成分,导致其封装的白光LED显色指数低.以Y2O3-Al2 O3-SiO2-Li2O作为Ce,Mn掺杂的基质,制备了可提高显色指数的白光LED用YAG:Ce,Mn微晶玻璃.通过XRD测试、荧光测试和电光源测试表征了玻璃的晶相结构、光谱性能及荧光寿命,研究了Mn2+对YAG:Ce微晶玻璃发光的影响,并对其增红机制进行了探讨.结果表明:基玻璃在1400℃热处理可析出纯YAG晶相;YAG:Ce,Mn微晶玻璃在460 nm光激发下,在530 nm处有Ce3+的特征发射峰,由于Ce3+-Mn2+之间的能量传递,在585 nm处有Mn2的特征发射峰,从而使得YAG:Ce,Mn微晶玻璃的发光峰比YAG:Ce微晶玻璃的发光峰向红光方向宽化,有效地提高了白光LED的显色性能.     

Zn:Er:LiNbO3单晶的坩埚下降法生长及光谱特性

报道了ZnErLiNbO3单晶的坩埚下降法生长工艺. 通过控制晶体生长固液界面的温度梯度(30～35 ℃·cm-1)、晶体的生长速度(0.8～1.5 mm·h-1)、密闭Pt坩埚等条件生长了宏观无缺陷的Zn2+(3%)和Er3+(0.6%)共掺的LiNbO3单晶. 用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)表征了获得的晶体, 并测量了晶体不同部位的吸收光谱和荧光谱. 从吸收光谱以及由XRD数据计算所得的晶胞参数推断, 沿生长方向Er3+在晶体中的浓度分布逐步减少. 光谱数据表明, 晶体底部样品的吸收强度和荧光强度要比顶部大, 而对应于Er3+上能级4S3/2和2H11/2跃迁至基态4I15/2的绿光发射, 晶体底部却比顶部表现出更高的上转换效率. 从晶体的内部结构、缺陷情况以及Er3+的分凝现象解释了产生上述现象的内在机制.