钨钼酸盐荧光粉基质组成及其退火过程对荧光性能的影响

采用高温固相法合成了一系列Eu3+掺杂的钨钼酸盐红色荧光粉CaxSr0.88-x(WO4)y(MoO4)1-y:0.08Eu3+。对其晶体结构和荧光性能进行了X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)的表征,研究了不同Sr/Ca和WO4/MoO4比例对荧光粉光谱性能的影响,初步研究了不同退火过程对其发光性能的影响。所合成的Ca0.70Sr0.18(MoO4)0.5(WO4)0.5:0.08Eu3+荧光粉发光强度较好,可以被近紫外光(395 nm)和蓝光(465nm)有效激发,发射峰位于616 nm(Eu3+的5 D0→7 F2跃迁)。     

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.     

(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。     

Sr2MgSi2O7∶Tb3+，Li+荧光粉的合成和发光机理

采用高温固相法合成Sr2-mMg1-nSi2O7∶mTb3+,nLi+(m=0.03~0.50,n=m)系列荧光粉。使用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的物相和发光性质进行了表征。在377 nm紫外光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于490 nm,542 nm,590 nm和613 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射。调节Tb3+离子掺杂浓度,可实现荧光粉的发光颜色从蓝到白、黄、绿的可调发射;名义组成为Sr1.95Mg0.95Si2O7∶0.05Tb3+,0.05Li+的荧光粉在紫外光(377 nm)激发下发白光,其色坐标(0.322,0.317)接近纯白光(0.33,0.33),是一种潜在的LED用单基质白光荧光粉。     

KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相反应法制备了KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)系列荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:稀土离子的掺入没有改变荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现在近紫外光激发下掺杂Eu2+离子的样品具有宽带发射峰,最强发射位于450 nm左右,对应于Eu2+离子的4f65d1→4f7辐射跃迁。随着Eu2+掺杂量的增加,发射光从蓝光逐渐转变到蓝白光。另外,KSrBP2O8:Tb3+和KSrBP2O8:Eu3+能够在近紫外光激发下分别发射出绿光和红光,其最佳掺杂浓度分别为0.04%和0.08%(摩尔分数)。     

红色荧光粉KYyEu1-y(WO4)x(MoO4)2-x的制备及其发光性能研究

采用高温固相法结合超声波技术合成了红色荧光粉KYyEu1-y(WO4)x(MoO4)2-x系列,探讨了其合成工艺条件,确定了最佳烧结温度为750℃,烧结时间为5 h;并确定了当x=0.5,y=0.1时样品的相对发光亮度达到最大值为118.2,发射峰的位置处在615nm附近(Eu3+离子的5Do→7F2跃迁),色纯度高,显色性能好.经过研究发现,随着钨酸盐的浓度增加,以466 nm波长激发时,Eu3+的5Do→7F2跃迁发射强度也相应增加,当Mo/W=3时亮度达到最大值.     

白色荧光粉KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)的制备及真空紫外发光特性

一种新型具有六方晶系的KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)(0x≤0.10)白色荧光粉采用固相法被成功合成,研究了其在真空紫外激发下的发光特性。结果表明,在147 nm激发下,样品主要呈现472 nm的蓝色和578 nm的黄色发射,在578 nm监控下的激发光谱表明基质和激活离子间存在着一定的能量转移现象,因此通过固相反应制备的单一体系单一激活离子的白色荧光粉KCaY_(1-x)(PO_4)_2:xDy~(3+)(0x≤0.10)将在无汞荧光灯上有潜在的应用价值。     

白色荧光粉NaGd（MoO4）2:Dy3+,Eu3+的水热合成及发光性能

采用谷氨酸辅助水热法合成了八面体形NaGd(MoO4)2:Dy3+,Eu3+白色荧光粉.X射线衍射结果表明,合成的样品为四方晶系的NaGd(MoO4)2纯相.扫描电子显微镜照片显示所制备的粒子为八面体形,各边长约为2μm.荧光光谱结果表明,在NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,yEu3+(y=0,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%)样品中,随着Eu3+掺入量的增加,Dy3+的发射峰逐渐减弱,而Eu3+的发射峰逐渐增强,说明Dy3+-Eu3+之间存在能量传递.通过色坐标图可知,当Eu3+掺杂量y=0.9%时,荧光粉的色坐标(0.338,0.281)与标准的白光色坐标(0.33,0.33)接近,表明NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,0.9%Eu3+是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉.     

稀土Yb3+/Tm3+掺杂NaGd(MO4)2荧光粉的制备及其光致发光

近年来稀土掺杂的上转换发光材料在太阳能电池、工业照明和医学等领域的应用越来越受到重视,目前的研究主要集中于新型高效稀土上转换发光材料的开发。对于发光材料的制备,基质的选择尤为重要,钼酸盐因具有稳定的物理化学性能、低的声子能量而从众多基质中脱颖而出。本文选择钼酸盐为稀土离子掺杂的基质材料,采用水热法制备了Tm、Yb离子掺杂的NaGd(MoO₄)₂样品。通过改变离子掺杂的浓度,探究了NaGd(MoO₄)₂荧光粉的发光特性。研究表明,在980 nm激光照射下,NaGd(MO₄)₂∶Yb³⁺/Tm³⁺在477 nm处发射蓝色荧光,在648 nm处发射红色荧光。固定Yb³⁺的掺杂摩尔分数为6%,改变Tm³⁺的掺杂摩尔分数分别为0、0.5%、1%和2%时,发现随着Tm³⁺掺杂摩尔分数的增加,477 nm处的发射峰的强度先升高后降低,当Tm³⁺     

新型WLED荧光粉Ca2MgSi2O7:Ce3+,Eu2+的能量传递和光色研究

用高温固相法制备了 Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2,并研究其发光特性.Ce3+的发射带峰值位于410 nm,对应于Ce3+的5d→4f跃迁;Eu2+的发射带峰值位于530 nm,对应于Eu2+的5d→4f跃迁.双掺样品的发射光谱表明两种离子间存在高效的电偶极-电偶极能量传递.当Ce3+和Eu2浓度分别为2％和0.125％时,样品发射光谱(λex=360 nm)色坐标为(0.221,0.312),落在白光区.以上研究说明Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2+是一种适用于近紫外芯片的新型WLED荧光粉,其光色可调谐.     

Improved water resistance of SrAl2O4: Eu2+, Dy3+ phosphor directly achieved in a water-containing medium

In this paper, a heterogeneous precipitation method utilizing urea hydrolysis was adopted to coat a SiO₂ layer on the surface of SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺ long persistence phosphors. To avoid phosphor hydrolysis in a water-containing coating medium, the hydrolysis and polymerization reactions of tetraethyl orthosilicate (TEOS) were concerned and carried out. The crystal phases, surface morphologies, hydrolysis stability and water resistance on afterglow properties of coated phosphors were investigated. Scanning electron microscopy, energy dispersive spectrum analysis, transmission electron microscope and Fourier transform infrared spectrum results confirmed that a continuous, uniform and compact SiO₂ coating layer was successfully obtained on the phosphors surface. A theoretical coating amount of 5% or higher was found to be good for hydrolysis stability. Photoluminescence results revealed the coated phosphors showed much better water resistance on afterglow properties than the uncoated phosphor. We also discussed and proposed the hydrolysis restriction mechanism of SrAl₂O₄:Eu²⁺, Dy³⁺ in the water-containing coating medium.     

白光LED用黄色荧光粉Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+的合成和发光特性

采用高温固相法合成了Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+系列荧光粉。在465 nm蓝光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于492、543和661 nm处,分别对应于Ho3+的5F3→5I8,(5S2,5F4)→5I8和5F5→5I8跃迁发射。研究了Ho3+和Al3+掺杂量对BaY2S4:Ho3+发光性能的影响。结果表明,随着Ho3+掺杂量的逐渐增大,荧光粉的发光颜色由绿色逐渐向红色转变;适量Al3+取代Y3+可以提高BaY2S4:Ho3+荧光粉的发光强度。荧光粉Ba(Y0.665Al0.3)2S4:0.07Ho3+在蓝光(465 nm)激发下发射黄光,是一种潜在的白光LED用黄色荧光粉。     

Tb3+，Sm3+掺杂的YNbO4多色荧光材料的制备及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了YNbO4∶Tb^3+,Sm^3+系列荧光粉。光谱测试表明:体系中的NbO43-基团能够吸收紫外光并将能量传递给Tb^3+和Sm^3+,从而增强荧光粉的发光强度。在290 nm激发下,YNbO4∶Tb^3+,Sm^3+荧光粉的发射光谱中既出现了Tb^3+的绿光发射又出现了Sm^3+的橙光发射。通过改变Sm^3+的掺杂浓度,实现了荧光粉发射光的光色可调。     

一种新的橙红色长余辉荧光材料Y2O2S∶Sm3+

铜激活的硫化锌(ZnS∶Cu)和铕激活的硫化钙(CaS∶Eu)是最早获得应用的蓝色和红色长余辉材料. 随后, 相继发现了铝酸盐体系和硅酸盐体系两大类长余辉荧光材料[1～3]. 这两类长余辉荧光材料在发光亮度、余辉时间、稳定性方面都较前述硫化物系列长余辉荧光材料有很大提高, 从而具有非常广阔的应用前景和应用范围[4～6]. 但这两类长余辉荧光材料的发光颜色一般为蓝紫、蓝或黄绿, 没有红色发光现象. 随着研究的深入, 人们发现了稀土元素激活的碱土钛酸盐红色长余辉荧光材料, 这种荧光材料在发光亮度及余辉上都有明显的提高[7,8], 而且解决了硫化物不稳定的缺点. 近年来才发展起来的以碱土金属氧化物为发光基质, 以Eu3+为激活剂的红色长余辉荧光材料进一步提高了余辉亮度及时间[9].     

单一基质白光荧光粉Na3Sc2(PO4)3∶Tm3+,Dy3+的合成及发光性质

采用高温固相法成功制备了Na₃Sc_2-x-y(PO₄)₃∶xTm³⁺,yDy³⁺荧光粉,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对荧光粉进行了物相、形貌和发光性能进行了表征。 在Na₃Sc₂(PO₄)₃∶0.06Tm³⁺,yDy³⁺荧光粉中,物质的量分数6%的Tm³⁺和6%的Dy³⁺在360 nm激发下呈现出白光发射,其发射光谱在460~685 nm范围内存在Tm³⁺位于457 nm的特征发射峰,对应于Tm³⁺的³H₆→¹D₂跃迁,以及Dy³⁺位于483、577和672 nm处的3个特征发射峰,分别对应于Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2、⁴F_9/2→⁶H_13/2和⁴F_9/2→⁶H_11/2的跃迁。 观测到Na₃Sc₂(PO₄)₃∶Tm³⁺荧光粉的发射光谱与Na₃Sc₂(PO₄)₃∶Dy³⁺的激发光谱有较好的重叠,且Tm³⁺的荧光寿命随Dy³⁺浓度的增加逐渐降低,因此在Na₃Sc₂(PO₄)₃∶Tm³⁺,Dy³⁺荧光粉中存在Tm³⁺向Dy³⁺的能量传递。 利用Dexter和Reisfeld近似分析了能量转移机制,发现从Tm³⁺到Dy³⁺的能量传递临界距离为1.6 nm,能量传递过程是通过偶极-偶极相互作用进行的。 Na₃Sc₂(PO₄)₃∶0.06Tm³⁺,0.06Dy³⁺荧光粉具有较好的耐受热猝灭性能,在423、473和523 K时的发射强度分别为298 K时发射强度的97.6%、89.2%和78.6%。 随着Dy³⁺浓度的增加,Na₃Sc₂(PO₄)₃∶0.06Tm³⁺,yDy³⁺荧光粉的发光颜色由蓝色转变为白色,再由白色变黄色。 Na₃Sc₂(PO₄)₃∶Tm³⁺,Dy³⁺荧光粉作为一种可调色或单相白光荧光粉在发光二极管上具有潜在的应用前景。     

Morphology control and luminescence properties of BaMgAl10O17:Eu phosphors prepared by spray pyrolysis

Starting from the aqueous solutions of metal nitrates with citric acid and polyethylene glycol (PEG) as additives, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ (BAM:Eu²⁺) phosphors were prepared by a two-step spray pyrolysis (SP) method. X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and photoluminescence spectra were used to characterize the resulted BAM:Eu²⁺ phosphors. The obtained BAM:Eu²⁺ phosphor particles have spherical shape, submicron size (0.5-3 μm). The effects of process conditions of the spray pyrolysis, such as molecular weight and concentration of PEG, on the morphology and luminescence properties of phosphor particles were investigated. Adequate amount of PEG was necessary for obtaining spherical particles, and the optimum emission intensity could be obtained when the concentration of PEG was 0.03 g/ml in the precursor solution. Moreover, the emission intensity of the phosphors increased with increasing of metal ion concentration in the solution. Compared with the BAM:Eu²⁺ phosphor prepared by citrate-gel method, spherical BAM:Eu²⁺ phosphor particles showed a higher emission intensity.     

PDP用纳米BaMgAl10O17:Eu荧光粉的燃烧合成及发光性能

采用溶液燃烧合成法直接合成了PDP用纳米BaMgAl10O17∶Eu(BAM)荧光粉, 并对产物进行了XRD、TEM分析和发光性能测试. 结果表明, 合成产物由单一的BAM组成, 且结晶完好, 不存在位错、孪晶等缺陷；BAM颗粒近似球形, 平均粒径约为20 nm；在334 nm UV光激发下, 样品的发射峰值波长为450 nm, 归属于Eu2+离子的4f 65d→ 4f 7(8S7/2)宽带允许跃迁, 与稀土三基色荧光材料中的蓝色组分发光完全一致. 与高温固相法相比, 燃烧合成法具有合成温度低, 反应时间短, 所得产物纯净且颗粒细小, 发光强度高等优点.     

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%。     

Ca[B8O11(OH)4] : Eu2+ – A Highly Efficient Deep Blue-Emitting Phosphor Prepared by Low-Temperature Self-reduction

Highly efficient inorganic phosphors are crucial for solid-state lighting. In this paper, a new method of low-temperature self-reduction was used for preparing a highly efficient deep blue-emitting phosphor of Ca[B₈O₁₁(OH)₄] : Eu²⁺ (CBH : Eu²⁺). The crystal structure, morphology, chemical state, and photoluminescence (PL) properties of the CBH : Eu²⁺ phosphor have been investigated. By using the screened hybrid function (HSE06), the band gap (E_g) of CBH was calculated to be 7.48 eV, which is a necessary condition for achieving high quantum yield phosphors. The experiment results show that almost all the added raw materials of Eu³⁺ can be reduced to Eu²⁺ in CBH crystal under a non-reducing atmosphere. The CBH : Eu²⁺ phosphor shows a broad excitation spectrum centered at 277 and 327 nm in the range of 220 to 400 nm, and a narrow-band emission spectrum centered at 428 nm in the range of 400 to 500 nm, with a full width at half maximum (fwhm) of 42.35 nm. Under UV radiation, the CBH : 2 %Eu²⁺ exhibits high photoluminescence quantum yield (PLQY=95.0 %), high external quantum efficiency (EQE=31.1 %), and ultra-high color purity (97.6 %). The PL intensity of CBH : 2 %Eu²⁺ remains 62.6 % of the initial intensity at 150 °C. Finally, the white light-emitting diodes (WLED) fabricated by CBH : 2 %Eu²⁺, excited by a 365 nm chip, presents outstanding performances with a luminous efficacy (LE) of 13.9 lm/W, a color rendering index (CRI) of 89.4, and a correlated color temperature (CCT) of 5825 K. The above results show that CBH : Eu²⁺ can be used as a promising blue phosphor for WLED. This new method of low-temperature self-reduction can be applied to design and prepare other new types of highly efficient phosphors.     

单掺杂与共掺杂离子对Sr2Mg(BO3)2磷光体热释发光的影响

通过高温固相法合成了Sr2Mg(BO3)2磷光体, 并研究了Li＋, Bi3＋, Gd3＋, Ti4＋共掺杂对Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体热释发光的影响. 研究发现: Li＋的共掺杂使Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体的热释光主峰强度增加, 而 Bi3＋, Gd3＋或Ti4＋的掺入使样品的热释光强度降低. 在Li＋, Bi3＋, Gd3＋或Ti4＋共掺杂的Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体高温热释光发射谱中, 我们观察到了480, 579, 662和755 nm的发射峰, 为特征Dy3＋离子的4F9/2→6H15/2, 4F9/2→6H13/2, 4F9/2→6H11/2和4F9/2→6H9/2跃迁, 与Sr2Mg(BO3)2∶Dy磷光体的发射一致. 利用峰形法, 我们评估了Sr2Mg(BO3)2∶ , ( )热释光磷光体234 ℃发光峰的动力学参数, 陷阱深度E＝1.1 eV, 频率因子s＝6.3×109 s－1, 遵循二级动力学.