白光LED用荧光材料Ba3 Gd( BO3 )3:Eu3+的发光性能研究

用高温固相反应法制备了稀土离子Eu3+ 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:Eu3+ 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:Eu3+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.     

超细红色荧光粉LaMgAl_(11)O_(19):Eu~(3+)的制备与发光性能

采用凝胶-燃烧法制备了稀土Eu3+掺杂的LaMgAl11O19红色荧光粉的前驱粉末,在低于700℃退火处理时,得到非晶态样品,而高于850℃退火处理后为单一六方相结构LaMgAl11O19:Eu3+样品.SEM结果表明,该法制备的样品为颗粒分布均匀,粒径在200～400nm之间的超细粉末.通过激发光谱和发射光谱研究了Eu3+在LaMgAl11O19基质中的发光性能,结果显示,非晶态和晶态La1-xMgAl11O19:xEu3+样品都可发光,在613nm波长光的监测下所得荧光粉的激发光谱为一宽带和系列锐峰,其最强激发峰出现在蓝光465nm处,次强峰为394nm,表明该荧光粉与广泛使用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配.在465nm波长光的激发下观察到超细LaMgAl11O19粉末中Eu3+的613nm(5D0→7F2)强的特征发射,且随着粉末逐渐成相5D0→7F2跃迁明显增强,说明LaMgAl11O19:Eu3+超细粉末可作为白光LED的红色补偿荧光粉.     

Li+,Eu3+共掺杂La2MoO6红色荧光粉的Pechini法合成及近紫外/蓝光激发下的发光特征

采用Pechini法合成了白光LED用红色荧光粉La_1.9-xMoO₆:0.10Eu³⁺,xLi⁺(x=0,0.10,0.20,0.25),并对样品分别进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDX)以及荧光光谱(PL)等技术手段分析。 PL光谱显示该荧光粉可被近紫外光(395 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,产生616和623 nm强的红光发射,归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁。该荧光粉与近紫外LED芯片(370~410 nm)和蓝光LED芯片(450~470 nm)均匹配良好,具有潜在的商业应用价值。 共掺Li⁺离子作为敏化剂能显著提高荧光粉的发光强度,且最优掺杂量为x=0.20。     

BaWO_4:Sm~(3+)红色荧光粉的微波合成及发光性能研究

以WO_3和BaCO_3为原料,采用微波法成功合成出白光LED用类球形BaWO_4基质粉体,制备了Sm~(3+)掺杂的BaWO_4红色荧光材料。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和荧光光谱(PL)等测试手段对BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉的物相、微观形貌和发光性能进行表征。结果表明:微波功率700 W,反应15 min, MnO_2为微波吸收剂时合成出类球形BaWO_4:Sm~(3+)粉体。BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉激发峰位于405和480 nm,样品可被UV-LED及蓝光激发产生位于650 nm的红光发射。经Li~+电荷补偿后BaWO_4:Sm~(3+)荧光粉的发射峰强度明显增强。BaWO_4:Sm~(3+)是一种潜在的近紫外及蓝光激发白光发光二极管用红色荧光粉。     

白光LED用荧光粉的研究进展

综述了国内外白光LED用荧光粉的研究进展.根据目前LED实现白光的两种主流方式:蓝光LED芯片+黄色荧光粉(或+绿色/红色荧光粉)和近紫光LED芯片+红/绿/蓝三基色荧光粉,重点介绍了蓝光芯片激发的黄色,绿色和红色荧光粉以及紫光芯片激发的红色,绿色和蓝色荧光粉.文中并给出了部分具有代表性的荧光粉的激发和发射光谱图.归纳了各种基质材料用于荧光粉的优缺点,对该领域存在的问题及其发展趋势作出了分析和展望.     

稀土双掺发光材料的制备与发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了系列Li_2Eu_(4-x)(MoO_4)_7:xYb~(3+)红色荧光粉。研究结果表明Li_2Eu_(3.76)Yb_(0.24)(MoO_4)7在615 nm处发出的红光明显强于未掺杂第二稀土的Li_2Eu_4(MoO_4)_7荧光粉。Yb~(3+)离子掺杂能够将吸收的能量很好地传递给激活离子Eu~(3+),从而起到能量传递的作用。该系列荧光粉可被395 nm的近紫外光和465 nm的可见光有效激发,在615 nm处发射亮红光,对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2跃迁,其色度优于商用红粉Y_2O_2S:Eu~(2+),能够用于紫外光和蓝光芯片激发的白光LED用红色荧光粉。     

白光LED用红色荧光粉CaMoO4：Eu^3＋的制备及发光性能研究

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了CaMoO4: Eu3 荧光粉,对前驱体进行了差热(DSC)分析,对样品进行了X-射线衍射(XRD)、粒度分析和荧光光谱测定. DSC 和XRD结果表明,在700℃时可得到CaMoO4纯相.粒度分析结果表明随着烧结温度的升高,产物的粒径明显增大,700℃时约为 160 nm,而用固相法在800℃制备的CaMoO4: Eu3 荧光粉的平均粒径明显增大至3μm左右.分别以393 nm 的近紫外光和 464 nm 的可见光激发样品,CaMoO4: Eu3 荧光粉发出明亮的红光,对应于Eu3 的4f - 4f跃迁,当Eu3 的掺杂浓度约为30 mol %时,在616 nm处的发光强度最大.在393,464 nm的吸收分别与目前应用的紫外光和蓝光LED芯片相匹配.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.     

高温固相法合成R_(2-x)(MoO_4)_3∶xEu~(3+)(R=Y,Gd)红色荧光粉的研究

采用高温固相法合成R2-x(MoO4)3∶xEu3+(R=Y,Gd)系列红色荧光粉.研究了煅烧温度、助熔剂的含量和Eu3+的掺杂量对样品发光性能的影响,并对样品的物相组成、激发和发射光谱进行分析.结果表明,样品Gd0.6(MoO4)3∶1.4Eu3+在800℃左右煅烧时呈单斜晶结构,当煅烧温度提高到950℃左右,呈正交斜晶结构;样品Y0.2(MoO4)3∶1.8Eu3+在800℃左右煅烧时已经完全形成了正交结构,当煅烧温度升高到1000℃左右时,其正交结构得到保持,没有发生相变.其中,助熔剂NH4Cl的含量占样品总量的3%,煅烧温度为1000℃,保温3h得到的样品Gd0.6(MoO4)3∶1.4Eu3+和Y0.2(MoO4)3∶1.8Eu3+的发光性能达到最佳.另外,由激发和发射光谱分析表明,该荧光粉可以被近紫外光(395nm)和蓝光(465nm)有效激发,发射峰值位于612nm的红光,对应于Eu3+离子的5 D0→7 F2跃迁,是一种可应用在紫外光和蓝光芯片激发产生白光LED的红色荧光粉.     

In2BP3O12:Cr3+宽带近红外荧光粉的发光性能及应用研究※

近红外光谱技术在安防监控、食品检测、生物成像、农业等领域具有重要应用价值, 而开发出紧凑高效的近红外光源是其大规模商业应用的前提. 荧光粉转换型近红外发光二极管(light emitting diodes, LED)光源具有结构紧凑、成本低、使用寿命长、发射光谱可调等优点, 因此近些年受到广泛关注, 其关键就在于开发出能被蓝光有效激发的高性能近红外荧光粉. 本工作利用高温固相法制备了一种新型宽带近红外荧光粉In₂BP₃O₁₂:Cr³⁺, 在480 nm激发下, 荧光粉发射峰值位于950 nm, 光谱覆盖了750~1350 nm范围, 半峰宽达到210 nm. 采用该荧光粉与商用蓝光InGaN LED芯片封装, 获得了具有宽带发射的近红外LED光源, 在60 mA的驱动电流下, 近红外光辐射功率为5 mW. 当采用该光源照射人的手掌, 用近红外电感耦合器(charge coupled device, CCD)相机能够对手掌中的血管进行清晰的成像. 上述结果表明该近红外荧光粉可用于制备基于蓝光芯片的宽带近红外LED光源, 并在生物医学等领域具有潜在应用前景.     

新型双钼酸盐红色荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了一种新型的白光LED用双钼酸盐红色荧光粉,利用XRD,F-4500等对其进行了研究。结果表明:该系列荧光粉可以被近紫外光(396 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,发射峰值位于615 nm(Eu3+离子的5D0→7F2跃迁)的红光;而且在钾铕双钼酸盐荧光粉KEu(MoO4)2中引入适量的钨酸能加强其发光强度,而不改变样品的发射光谱的形状和发射峰的位置。此外,在确定WO24-/MoO42最佳比值的前提下,文章还详细探讨了碱金属离子相互置换对样品发光性能影响的机制。     

SrMoO4:Er3+-Yb3+ upconverting phosphor for photonic and forensic applications

The Er³⁺-Yb³⁺ codoped strontium molybdate (SrMoO₄) phosphors have been synthesized via chemical co-precipitation method by adding ammonium hydroxide as a base reagent. The phase, crystal structure and formation of spindle-like particles present in the prepared phosphors have been recognized by using the X-ray powder diffraction (XRPD) and Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) techniques. The Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy of the developed phosphors has been analyzed to mark the different functional groups present in synthesized phosphors. The multicolour upconversion emissions observed upon excitation with 980 nm and 808 nm laser diode have been explained on the basis of dopants ions concentration, pump power dependence, energy level structure and decay curve analysis. The colour co-ordinate study confirmed that the codoped phosphor emits non-tunable green colour when excited with the 980 nm laser diode, whereas it shows the colour tunability from yellow to green region upon excitation with the 808 nm laser diode. The applicability of non-tunable green colour emission has been demonstrated in the security ink and latent finger print detection. This shows the utility of the developed phosphors in the photonic and forensic applications.     

一种上转换白光荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了上转换白光荧光粉AlF3-YbF3:Er3+/Tm3+。通过XRD物相分析可知:上转换白光荧光粉AlF3-YbF3:Er3+/Tm3+是由三方AlF3相和正交YbF3相组成;利用发射光谱研究了该荧光粉的上转换发光性能,并且分析了当固定Er3+离子掺杂浓度时,Tm3+离子掺杂浓度对上转换白光荧光粉AlF3-YbF3:Er3+/Tm3+色度的影响,进而提出其上转换能量传递机制。结果表明:在980 nm激光激发下,波长为410 nm的紫光峰、550 nm的绿光峰和660 nm的红光峰分别对应于荧光粉中Er3+离子的2H9/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级的跃迁,而波长为360 nm的紫外光峰、450 nm的蓝光峰、700 nm的红光峰,分别对应于荧光粉中Tm3+离子的1D2→3H6,1G4→3H6和1G4→3F4能级的跃迁,Er3+离子发出的光与Tm3+离子发出的光最终混合成色坐标为x=0.32,y=0.36的白光。此外,通过980 nm半导体激光器和EPM 2000 Dual-channel Joulemeter/Power meter测得该荧光粉最大上转换效率为6.90%。     

稀土配合物前驱体热分解法合成Y2O3:Eu3+纳米材料

Y2O3:Eu是一种重要的红色发光材料。国内外生产多采用高温固相法和液相合成法，产物粒径较大，在涂屏(管)前需球磨以减小粒径，这样会造成晶粒劣化而引起光衰以及易引入杂质，使发光材料的发光性能和稳定性下降。因此，围绕荧光粉的粒度及分布、分散性和结晶性的控制     

Eu3+掺杂的LaBO3荧光粉制备及发光性能

采用水热法合成前驱体,后经热处理方式制备不同晶相的LaBO3∶Eu^3+荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、红外光谱和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。并研究了硼酸用量、热处理温度及初始溶液pH等对晶相结构和发光性能的影响。XRD研究结果表明:合成样品具有单斜结构、正交结构及单斜和正交两相混合结构。适当的硼酸用量、较高的热处理温度及较高的初始溶液pH值易于获得正交结构的荧光粉。红外光谱显示:pH值和硼酸用量影响前驱体成分,热处理温度影响晶相的转变。SEM结果显示:LaBO3∶Eu^3+荧光粉的晶粒尺寸随着pH值的增加逐渐减小,与XRD计算结果相一致。荧光光谱结果表明:正交结构的LaBO3∶Eu^3+发光粉具有较高的紫外吸收和较为纯正的红色发射强度。     

(Ca1-x-yLuy)MoO4∶xEu3+红色荧光粉的化学共沉淀合成与光致发光

使用NH4HCO3-NH3.H2O混合沉淀剂,采用化学共沉淀法合成(Ca1-x-yLuy)MoO4:xEu3+红色荧光粉,通过XRD、EDS、荧光光谱和CIE色度图研究该荧光粉的晶体结构、成分组成及发光性能。结果表明,实验按照理论化学计量比成功合成了(Ca1-x-yLuy)MoO4:xEu3+红色荧光粉,该荧光粉为CaMoO4白钨矿结构;(Ca1-x-yLuy)MoO4:xEu3+具有7F0→5L6(394 nm)和7F0→5D2(465 nm)的强电子吸收,且在613 nm处可发射高强度红光,其色坐标为(0.666 5,0.332 9),明显优于传统的Y2O2S:Eu3+红色荧光粉;此外,当Lu含量为30mol%时,荧光粉发光强度最佳。     

Dy3+离子掺杂的全色荧光粉Ca9La(PO4)7的制备及发光特性

采用高温固相法合成了Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺发光材料. 荧光粉的晶体结构和微观尺寸由X射线粉末衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)测定. 光致激发和发射光谱发光揭示了材料的光学特性. 实验结果显示: Ca₉La(PO₄)₇:Dy³⁺能够有效吸收紫外-可见光(300-460 nm)而被激发, 呈现一系列的吸收峰. 样品在350 nm近紫外光激发下, 有较强的蓝光(481 nm)和黄光(573 nm)两个窄带发射, 混合成优质的白光发射, 该白光色坐标在国际照明委员会(CIE)色品图中分布在无色点D65 (0.313, 0329)周围. 随着掺杂Dy³⁺离子的摩尔分数的增加, 两种发射均发生浓度猝灭现象, Dy³⁺离子的最佳掺杂为0.05(摩尔分数), 电偶极-电偶极相互作用是主要的猝灭机理.     

荧光材料GdOCl∶Er~(3+),Yb~(3+)的深红-近红外发光研究

采用高温固相合成法制备了Er3+,Yb3+双掺杂的GdOCl荧光材料,并研究其荧光性能。该双掺杂体系荧光粉吸收紫外光,发出红色(619 nm)和近红外(~979 nm)荧光。在这些荧光材料中,1个Er3+离子可以有效将其能量转移给2个Yb3+离子。通过改变Yb3+掺杂浓度,对比Gd0.998 5-yOCl∶0.0015Er3+,yYb3+中的Er3+的发射光谱和不同检测波长的荧光寿命变化特点,对Er3+-Yb3+发生量子剪裁的能级进行分析和指认,并计算了能量转化效率(η)和量子效率(Q)。正是由于具备这种荧光性能,该荧光材料体系有望在荧光太阳能收集器以及军事和医学的红外显示和探测技术中获得应用。     

MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+荧光粉的制备及其上转换发光性能

以尿素为沉淀剂,采用低温水热法结合煅烧过程制备出MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+上转换荧光粉,并对样品的结构、微观形貌及上转换发光性能予以表征。结果表明,随尿素加入量的增大,产物主形貌由六角片状结构向纳米棒状转变,经1100℃煅烧可得纯相镁铝尖晶石结构,且Er^3+和Yb^3+能有效进入MgAl2O4晶格并占据Mg^2+位置形成均匀固溶体。在980 nm光激发下,MgAl2O4∶1.0%(n/n)Er^3+,x%(n/n)Yb^3+(x=0~8.0)荧光粉表现出在524、545 nm处绿光以及658 nm处的强红光发射,红绿光强度均在5.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大,但红绿光强度比却在7.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大值5.2,这归因于Er^3+-Er^3+之间交叉弛豫(CR)在红光发射过程中所起的重要作用。通过控制荧光粉中Yb^3+的掺杂量,能初步实现对于黄绿光色度的有效调控。     

荧光材料GdOCl：Er3+,Yb3+的深红-近红外发光研究

采用高温固相合成法制备了Er³⁺,Yb³⁺双掺杂的GdOCl荧光材料,并研究其荧光性能。该双掺杂体系荧光粉吸收紫外光,发出红色（619 nm）和近红外（~979 nm）荧光。在这些荧光材料中,1个Er³⁺离子可以有效将其能量转移给2个Yb³⁺离子。通过改变Yb³⁺掺杂浓度,对比Gd_{0.998 5-y}OCl：0.0015Er³⁺,yYb³⁺中的Er³⁺的发射光谱和不同检测波长的荧光寿命变化特点,对Er³⁺-Yb³⁺ 发生量子剪裁的能级进行分析和指认,并计算了能量转化效率（η）和量子效率（Q）。正是由于具备这种荧光性能,该荧光材料体系有望在荧光太阳能收集器以及军事和医学的红外显示和探测技术中获得应用。     

PbF2:Er3+,Yb3+荧光粉的制备和多波长响应双向转换发光机理

采用高温固相法制备了PbF₂：Er³⁺,Yb³⁺双向转换荧光粉。通过X射线粉末衍射分析（XRD）、结构精修分析、功率-强度测试和荧光光谱分析对样品进行了表征。通过X射线衍射和精修结果分析了样品的相组成和晶胞参数的变化。荧光光谱分析表明,在紫外光（378 nm）和不同波长的红外光（808、980、1 064和1 550 nm）激发下,样品在540~550 nm范围内具有强绿光发射和在650~660 nm范围内的弱红光发射。最后,通过强度-功率测试讨论了样品在不同波长的红外光下激发的上转换发光机理,并分析了在378 nm激发的下转换发光机理。