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.     

溶胶-凝胶法制备Sr2MgSi2O7：Eu^2＋，Dy^3＋长余辉发光材料

采用溶胶-凝胶法合成了以Sr2MgSi2O7为基质，掺杂Eu^2 ，Dy^3 的长余辉发光材料，并表征其结构，激发-发射光谱和余辉衰减曲线。XRD分析表明，所合成的样品为Sr2MgSi2O7晶体结构。发光粉体的激发波长范围较宽，表明从紫外至可见光均可激发该发光材料。发射光谱主峰位于466nm。样品在自然光照射后持续发出明亮的蓝光，余辉时间持续8h以上。     

杂质的添加对SrAl2O：Eu^2＋,Dy^3＋余辉发光特性的改善

采用溶胶－凝胶法制备SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 磷光体,并在合成过程中添加硼或硅以探讨光致发光及长余辉发光性质。发现硼、硅添加物不仅是助熔剂,且能改良SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 之长余辉的持续时间及余辉发光强度。基于不同磷光体样品的实验结果比较,综合材料表面微结构观察、X射线衍射图谱、热释发光光谱与余辉衰减曲线的测量等实验结果分析,推断在SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 中添加硼、硅可导致磷光体缺陷增加并稳定活化剂Eu^2 的价态。     

纳米棒状MAl2O4:Eu2+, Dy3+(M=Sr, Ba)长余辉发光材料的制备与性能

利用硝酸铝、硝酸锶/硝酸钡、尿素为原料,以一定比例H2O/正丁醇/CTAB的混合液作传递压力的介质进行反应,然后将得到的前驱体在还原气氛下高温煅烧,得到亮度高、余辉时间长的MAl2O4∶Eu^2＋,Dy^3＋纳米结构长余辉发光材料。TEM测试表明,高温煅烧后得到的MAl2O4∶Eu^2＋,Dy^3＋均为棒状结构,其激发光谱和发射光谱均为宽带,主发射峰分别为513和498 nm,是典型的Eu^2＋5d→4f跃迁。在对单掺Eu^2＋与双掺Eu^2＋,Dy^3＋比较的过程中,明显发现双掺Eu^2＋和Dy^3＋的强度增加,且余辉增强。材料的余辉强度随时间的变化由最初的快减过程和随后的慢减过程组成,符合I=t^-1.1双曲线规律。该方法操作简单,在不同的温度和时间下均合成出了棒状MAl2O4∶Eu^2＋,Dy^3＋,不需球磨,可直接应用。     

锶铝比对稀土掺杂铝酸锶物相及发光性能的影响

用拟薄水铝石溶胶凝胶法成功制备了SrAl2O4：Eu^2 ，Dy^3 长余辉发光材料，样品无需球磨。XRD结果表明：当锶铝摩尔比Sr／Al＞0．3时，发光基质主相为SrAl2O4，杂质相为Sr4Al2O7，Sr／Al比值继续降低至0．25，发光相则以Sr4Al14O25为主，此时杂质相中含有Sr4Al2O7和Dy4Al2O9。Sr4Al2O7相对SrAl2O4：Eu^3 ，Dy^3 的发光性能影响很大，而对Sr4Al14O25：Eu^2 ，Dy^3 的发光性能影响不大。Dy4Al2O9对SrAl2O4和Sr4Al14O25发光主相的发光性能影响都不大。光谱检测结果表明SrAl2O4：Eu^2 ，Dy^3 发光光谱是中心位于520nm的带状谱。余辉检测结果表明发光主相为SrAl2O4和Sr4Al14O25时，光衰曲线符合I=ct^-n规律，n值分别为n=1．081和n=1．079。     

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。     

稀土氧化钕对铝酸盐长余辉发光材料性能的影响

制备了SrAl2O4:Eu2 ,Nd^3 和SrAl2O4:Eu^2 ,Dy^3 ,Nd^3 长余辉材料,研究了所合成的材料在不同波段紫外光激发条件下的发光光谱和激发光谱的差异和Eu^2 ,Dy^3 ,Nd^3 的摩尔掺杂浓度对材料的余辉性能的影响等。     

（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。     

基质组成对铕激活碱土金属铝硼酸盐萤光体发光特性的影响

以Ca^2 或Ba^2 离子取代SrAl2B2O7:Eu^2 中的Sr^2 ,合成了（Sr,Ba)Al2B2O7:Eu^2 与（Sr,Ca)Al2B2O7:Eu^2 等两系列不同基质组成的萤光体,探讨基质组成对SrAl2B2O4:Eu^2 萤光体发光特性的影响。光致发光光谱研究表明：源自于4f^65d^1→4f^7跃迁的Eu^2 放射峰波长（λem)对晶体场强度变化极为敏感,随Ba^2 掺杂浓度递增,λem呈现蓝移;而随Ca^2 掺杂浓度递增,λem则呈现红移。讨论了MAl2B2O7:Eu^2 光致发光光谱与萤光衰减特性对基质组成的依存性。     

Er^3＋铋铅锶玻璃吸收光谱和上转换光谱

采用溶胶-凝胶法合成了以Sr2MgSi2O7为基质，掺杂Eu^2 ，Dy^3 的长余辉发光材料，并表征其结构，激发-发射光谱和余辉衰减曲线。XRD分析表明，所合成的样品为Sr2MgSi2O7晶体结构。发光粉体的激发波长范围较宽，表明从紫外至可见光均可激发该发光材料。发射光谱主峰位于466nm。样品在自然光照射后持续发出明亮的蓝光，余辉时间持续8h以上。