Sr1-x Znx Y2 S4:Er3+,Eu2+荧光粉的合成与发光特性的研究

采用碳酸盐前躯体高温分解法合成了Sr1-xZnxY2S4:Er3+, Sr1-xZnxY2S4:Eu2+和Sr1-xZnxY2S4:Er3+, Eu2+红色荧光粉. XRD图谱表明, Zn2+掺杂量x<0.2 mol 时, 粉末样品为CaFe2O4型正交晶体. Zn2+离子在Sr1-xZnxY2S4:Er3+, Eu2+中的固溶量(x mol)对荧光粉的发射强度影响很大. 随着Zn2+离子掺杂浓度的增加, Sr1-xZnxY2S4:Er3+, Eu2+(SZYSEE)紫外区激发峰(200～413 nm)发生红移, 并与可见光激发带(413～600 nm)形成一个连续的宽带谱, 与紫外和GaN基LED芯片辐射都有良好的匹配性. 当Zn2+掺杂量为0.1 mol时, SZYSEE的发光强度达到最大, 其发光强度比未掺Zn2+的增强10.7倍. Sr0.9Zn0.1Y1.76S4:0.24Er3+, 0.006Eu2+是一种潜在的白光LED用红色荧光粉.     

镨和镱掺杂Ba2SiO4∶Eu^2＋荧光材料的合成与发光性能

采用高温固相反应法分别合成了变价稀土镨和镱离子掺杂的绿色荧光粉[Ba（2-n-1.5x）REx]SiO4∶nEu^2＋（n=0.03,RE=Pr,Yb;x=0,0.02,0.05,0.10）。结果表明：所有合成荧光粉的激发峰均为250-400 nm的宽峰,与近紫外LED的发射光波长相匹配。发射峰位于450-550 nm之间,是Eu2＋的5d-4f跃迁的典型发射。Pr^3＋和Yb3＋的掺入并未改变Ba2SiO4∶Eu^2＋的相组成,但对荧光强度的影响大,且与掺杂元素、掺杂量和煅烧温度相关。当掺杂Pr^3＋和Yb3＋的量为x=0.02时,经1150℃煅烧所得荧光粉的发光强度分别是未掺杂时的595%和168%。证明三价稀土离子掺杂可以导致基质中的电荷缺陷而敏化Eu^2＋离子的发光,而变价稀土离子的掺杂可以大大提高电荷缺陷,导致荧光强度的进一步提高。     

一类新的红色荧光粉MYzS4：Er^3＋（M=Srz＋，Ba^2＋）的合成与表征

Eu^2＋激活的CaS：Eu^[1],Eu^3＋和Sm^3＋激活的硫氧化物^[2]，Pr^3＋激活的Ca0.8Zn0.2Ti03^[3]以及Eu^2＋和Mn^2＋掺杂的SrY2S4^[4]都是重要的红色发光材料。然而，这些红色荧光粉的发射峰波长都短于650nm，对于农用日光转换材料^[5]，红色发射峰波长达到660nm才能与叶绿素的红区吸收相吻合。     

白光LED用荧光材料Ba3Gd（BO3）3∶Eu^（3＋）的发光性能研究

用高温固相反应法制备了稀土离子Eu^3＋掺杂的三元稀土硼酸盐Ba3Gd（BO3）3发光材料,通过X射线衍射（XRD）、荧光光谱和扫描电镜（SEM）等测试手段对Ba3Gd（BO3）3∶Eu^3＋荧光粉的制备条件、发光性能以及形貌进行了研究。XRD结果表明,在1000℃时可得到Ba3Gd（BO3）3纯相。扫描电镜照片显示颗粒基本为球形,粒径约为200-400 nm。发光光谱测试表明,Ba3Gd（BO3）3∶Eu^3＋荧光粉在近紫外区（UV）（396 nm）和蓝光区（466 nm）可以被有效地激发,分别用255和396 nm的紫外光激发样品时,以Eu3＋的5D0-7F2（611和616 nm）超灵敏跃迁为主要发射峰。当Eu3＋的掺杂浓度为10%（摩尔分数）时,Ba3Gd（BO3）3∶Eu3＋在611和616 nm处的发光强度最大。因此,这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光材料。     

碱土金属离子（Mg^2＋，Ca^2＋，Ba^2＋）掺杂对长余辉荧光粉SrAl2O4：Eu^2＋，Dy^2＋发光性能的影响

采用高温固相法制备了碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）掺杂的SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋长余辉荧光粉。XRD谱分析表明,随着基质中掺入的碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）浓度增加,基质晶格常数也随之发生变化。Mg^2＋,Ca^2＋和Ba^2＋ 3种碱土离子在SrAl2O4中的固溶范围分别为40％,15％和30％。光谱分析则表明在固溶范围内随着掺杂Mg^2＋,Ca^2＋和Ba^2＋浓度的增大,样品的发射峰值会在480～530nm范围出现规律性移动。适当浓度的Mg^2＋,Ba^2＋掺杂会不同程度地提高样品的发光强度,而Ca^2＋的掺杂则会降低发光强度。但是碱土金属离子（Mg^2＋,Ca^2＋,Ba^2＋）的掺杂并不能延长SrAl2O4：Eu^2＋,Dy^3＋荧光粉的余辉时间。     

Li+,Zn2+共掺杂对Gd2O3:Eu3+纳米粉结构和发光性能的影响

采用燃烧法制备出Li^＋,Zn^2＋掺杂的Gd2O3：Eu^3＋纳米荧光粉,研究了掺杂离子对Gd2O3：Eu^3＋的结晶性能、晶粒形貌和光致发光特性的影响.以X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、发射光谱和衰减时间谱等手段表征材料性能.结果表明,Li^＋,Zn^2＋掺杂可显著提高Gd2O3：Eu^3＋纳米粉在611 nm处的发光强度,最大可达到未掺杂时的2.5倍.发光增强的主要原因可归结为3个方面： （1）使晶粒由单斜相向更利于发光的立方相转变; （2）氧空位的敏化剂作用; （3）掺杂离子的助熔剂效应,使晶粒的结晶性能提高、粒径增大,从而降低表面态引起的发光猝灭.     

Sr5SiO4Cl6:Eu2+蓝白色荧光粉的发光特性研究

采用高温固相法合成了Sr5SiO4Cl6∶Eu^2＋荧光粉。该荧光粉在近紫外360 nm激发下,出现了峰值位于454 nm稍不对称的发射峰,对其进行Gaussian曲线拟合,分解得到了451和470 nm两个明显的发射峰。利用Van Uitert公式讨论了晶格环境对Eu^2＋发光中心能量状态的影响,得出451和470 nm发射峰为Eu^2＋分别占据九配位和八配位的Sr^2＋格位跃迁产生的。研究了烧结温度以及Eu^2＋含量对荧光粉发光强度的影响。     

白光LED用红色发射荧光粉Gd2(MoO4)3:Eu3+制备与表征

以NH4F为助熔剂采用固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的α—Gd2（MoO4）3荧光粉。研究了引入不同含量助熔剂时对材料的结晶、荧光粉颗粒粒径、表面形貌及光谱性质的影响。实验结果表明,引入重量比为3％时样品具有好的结晶和优良的光谱性质;同时,随着助熔剂量的增加Eu^3＋离子在晶体中所处的格位对称性发生了变化;另外,通过Eu^3＋掺杂浓度变化的结果讨论了Eu^3＋的浓度猝灭行为。光谱测量的结果表明,该荧光粉与其他商品荧光粉不同,其最有效的激发波长不在电荷迁移带范围,而是465和395nm跃迁,该荧光粉可作为近紫外LED和三基色荧光粉组合型自光器件的红色荧光粉的候选材料。     

Eu^2＋，Mn^2＋共激活碱土镁硅酸盐基红色荧光粉的发光性能

制备了以R3MgSi2O8(R＝Ba，Sr，Ca)为基，Eu^2 ，Mn^2 共激活的红色荧光粉并研究了其荧光性质。分别以Ba3MgSi2O8，Sr3MgSi2O8，Ca3MgSi2O8为基质时，由于晶体场环境不同，发光强度、发射峰产生相应变化。研究了以(Ba，Sr)3MgSi2O8为基的荧光粉中Ba，Sr相对量，及Eu^2 ，Mn^2 浓度对发光性质的影响并探讨了Eu^2 ，Mn^2 在基质中所处格位；结果表明，红光是由基质中处于九配位的Eu^2 将能量传递给八面体六配位的Mn^2 ，而由Mn^2 所发射的。     

BaBrCl：Eu^2＋：一类新型X射线影像存储材料

在Eu^2＋掺杂的BaBrCl中，发现经X射线辐照后的光激励发光。BaClCl：Eu^2＋的发光峰位于413nm，两个差吸收带分别位于-550nm和675nm。激励光能量较BaFX：Eu^2＋（X=Cl，Br）低，与通常用作读出光源的HeNe激光器更为匹配。实验结果表明BaClCl：Eu^2＋有望成为一类新型的X射线影像存储材料。     

Ga2S3：Eu^2＋和SrGa^2＋xS4＋y：Eu^2＋系列荧光粉的发光性能研究

采用高温固相法合成了Ga2S3：Eu^2 和SrGa2S4：Eu^2 系列荧光粉。发现Ga2S3：Eu^2 的发射峰位于570nm附近，SrGa2S4：Eu^2 的发射峰位于535nm附近。同时进一步探讨了SrGa2 xS4 y：Eu^2 体系中，过量的Ga对发光的影响，通过漫反射光谱和XRD谱确定过量的Ga是以Ga2S3的形式存在于SrGa2S4相中；通过荧光光谱发现过量的Ga并不引起SrGa2S4：Eu^2 发射峰的位移，而是增强其在400-520nm处激发峰的强度，从而增强Eu^2 在535nm处的发光强度。     

微乳液法制备MAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋（M=Ca，Sr，Ba）发光材料及其发光性能

采用微乳液法合成了MAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋（M=Ca，Sr，Ba）长余辉发光材料，并对其晶体结构和发光性能进行了比较与讨论。XRD分析表明，所合成的Ca2O4：Eu^2＋，Dy^3＋，SrAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋粉体为单斜晶系结构，BaAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋粉体为六方晶体结构。MAl2O4：Eu^2＋，Dy^3＋（M=Ca，Sr，Ba）发光材料的激发光谱都为一宽带连续谱，表明从紫外至可见光均可有效的激发该材料。发射光谱的发射波长峰值分别为440nm（M=Ca），520nm（M=Sr）和496nm（M=Ba）。对应的发光颜色分别为蓝色、黄绿色和蓝紫色。余辉衰减曲线分为快衰减、中间过渡衰减和随后极长的慢衰减过程，符合双曲线方程I=At^-n，余辉亮度与时间顺序为Sr〉Ca〉Ba。     

Ca1-xZnxTiO3:Pr3+的固溶特性及其发光性能

通过高温固相合成法制备了名义组成为Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋（x=0．0～0．20）的红色发光材料，采用XRD和光谱等手段研究微量Zn掺杂的单相Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋材料的晶体结构参数与发光性能，分析了等价Zn^2＋的掺杂对固溶体结构参数与发光性能的影响规律。结果表明，在x≤0．01微量Zn掺杂时，Zn取代Ca形成单相Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋固溶；其晶胞参数和晶胞体积，260和330nm两激发带以及610nm发射峰强度均随Zn掺量增加快速减小，且发光强度与晶胞参数的变化规律相吻合。分析表明这种变化与Zn取代Ca形成的固溶结构有关。     

Eu3+在SrZnP2O7中的发光性能和Eu3+, Bi3+间的能量传递

采用高温固相法合成了SrZnP2O7：Eu^3＋荧光粉,该荧光粉的激发主峰值位于400nm,适用于UVLED管芯的激发;在紫外激发下的发射峰由位于591和597nm（^5D0～^7F1）,616,624和629nm（^5D0～^7F2）,656nm（^5D0～^7F3）及688nm（^5D0～^7F4）4组线状峰构成,对应Eu^3＋的特征跃迁,呈现橙红色发光。分析了Eu^3＋离子浓度对样品发光效率的影响,随着浓度增加,其发射一直增强,但其发光效率已经开始减弱。Bi^3＋的加入使发光强度得到很大提高,并讨论了在SrZnP2O7基质中Bi^3＋对Eu^3＋的能量传递和敏化作用。     

稀土发光材料在固体白光LED照明中的应用

固体白光发光二极管将成为21世纪新一代的节能光源. 要实现白光发射的重要途径之一是利用稀土发光材料的荧光转换技术, 把InGaN半导体管芯发射的460 nm蓝光或400 nm近紫外光转换成白光. 分别就这两种管芯报道了我们研制的发射蓝、绿、黄、红等不同颜色的稀土发光材料： YAG：Ce, Ca1-xSrxS：Eu^2＋, Ga2S3：Eu^2＋, MGa2S4：Eu^2＋（M=Ca, Sr, Ba）, SrGa^2＋xS4＋y：Eu^2＋, （Ca1-xSrx）Se：Eu^2＋, SrLaGa3S6O：Eu^2＋, （M1, M2）10（PO4）6X2, （M1=Ca, Sr, Ba; M2=Eu, Mn; X=F, Cl, Br）, NaEu0.92Sm0.08（MoO4）2, 并报道了由它们制成的白光发光二极管的色坐标、相关色温和显色指数等参数.     

白光LED用红色荧光粉LixSr1-2xMoO4:Eux3+的制备及发光性质研究

采用高温固相法合成了白光LED用红色荧光材料LixSr1-2xMoO4:Eux3+,对样品分别进行了X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜测试(SEM)和荧光光谱的测定.测试结果表明,LixSr1-2xMoO4:Eux3+荧光粉可以被近紫外光(uv)(394 nm)和蓝光(464 nm)有效地激发,且与没有掺杂Li+的荧光粉SrMoO4:Eu3+相比,发光强度得到了明显的增强.同时也讨论Li+和Eu3+的掺杂浓度对发光强度的影响.     

（CaO）20．68（MgO）1．32（SiO2）4S2：Eu^2＋，Dy^3＋红光材料的制备与发光特性

研究了峰值波长651nm的红色发光材料（CaO）20.68（MgO）1.32（SiO2）4S2：Eu^2＋，Dy^3＋的制备及发光特性。通过XRD分析表明硫气氛中合成的材料为具有硫成分的硅酸盐相。红光发射带为硫元素进入晶格后在发光中心周围形成了类似长余辉材料CaS：Eu^2＋，Cl^-的局域结构。这也使材料具有了硫化物长余辉材料的发射光谱特征和硅酸盐材料高化学稳定性和高亮度的优点。热释光测量揭示它可能是一种潜在的红色长余辉材料。     

Sr2+含量对红色荧光粉Ca0.85-xSrxMoO4:Eu3+0.075,Li+0.075发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Ca0.85-xSrxMoO4:Eu3+0.075,Li+0.075(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.3,0.4)系列红色荧光粉.对样品前驱体的热重分析表明:温度升高到540℃后样品质量基本上保持稳定,不再发生失重现象;此外,还对样品的结构和发光性能进行表征,实验结果表明:适量Sr2+取代部分的Ca2+不但没有改变Ca0.85MoO4:Eu3+,Li+的物相结构,而且明显提高了荧光粉Ca0.85MoO4:Eu3+,Li+的相对发光强度,其主要是由于加入少量的Sr2+使晶体发生了畸变,从而导致发光强度的增加.实验结果表明,Sr2+的最佳掺杂量为15%(原子分数).     

Er3+单掺与Er3+/Yb3+双掺杂Bi2O3-GeO2-B2O3-ZnO玻璃的光谱研究

用高温融熔法制备了Er^3＋单掺与Er^3＋/Yb^3＋双掺杂的（60-x）Bi2O3-xGeO2-30B2O3-10ZnO （x=5,10, 20, 30）系统玻璃. 用差热曲线（DTA）研究了该玻璃系统的热稳定性. 结果表明, GeO2的掺入, 使得玻璃的软化温度与结晶起始温度的差增加, 玻璃的稳定性与料性增加. 测定了玻璃的吸收光谱. 应用McCumber理论计算了Er^3＋离子的受激发射截面及Er^3＋离子^4I13/2-^4I15/2发射光谱的荧光半高宽. 从吸收光谱特性出发, 应用J-O理论计算了玻璃中Er^3＋离子的强度参数（Ω2, Ω4, Ω6）, Er^3＋离子的自发跃迁几率、荧光分支比以及辐射寿命. 在970 nm波长的激发下, 研究了样品在红外波段的荧光光谱. Yb2O3的掺入, 大幅度地提高了970 nm波长的抽运效率以及在1.54 μm波段的发光强度.     

近紫外LED用绿色荧光粉Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F发光特性及Ce3+→Tb3+之间能量传递

高温固相法合成Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F荧光粉,并用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)测定分析了其晶体结构及光谱性质。结果表明:当Tb3+掺杂量x=0.07时,发光强度最高,发射主峰位于545 nm,并进一步研究了Ce3+,Tb3+共掺的样品中Ce3+→Tb3+能量传递过程。其次,测试由近紫外LED(~380 nm)和三基色荧光粉(Ba0.11Sr2.89Ce0.01Tb0.07Na0.08AlO4F,BAM and Sr2Si5N8:Eu2+)封装的白光LED光电性能,其色品坐标(x=0.3223,y=0.3408),色温5500 K,显色指数为86.26。因此,Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F可作为一种潜在的适用于近紫外LED激发的荧光材料。