实验优化设计Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)的合成及长余辉特性

为了得到最长有效余辉时间的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)荧光粉,应用二次通用旋转组合设计对实验进行全程优化,建立了稀土离子掺杂浓度Eu~(2+),Dy~(3+)和有效余辉时间的二元二次回归方程模型,应用遗传算法计算得到有效余辉时间的理论最大值.采用高温固相法合成了最优掺杂浓度Sr_2MgSi_2O_7:0.5mol%Eu~(2+),1.0mol%Dy~(3+)的荧光粉,在370nm激发下观察到了465nm的特征发射,这归因于Eu~(2+)的4f65d1—4f7跃迁.测量了最优荧光粉的热释发光特性,计算得到了陷阱深度为0.688eV,讨论了长余辉发光的特性.     

长余辉材料SrAl2O4 ∶ Eu,Dy中Eu的 价态变化及对发光性能的影响

采用高温固相法,先在空气气氛下制备了SrAl₂O₄ ∶ Eu,Dy,后对其进行还原→氧化→还原处理。X射线衍射结果表明,经过还原→氧化→还原处理后样品的晶体结构没有改变。样品的发射光谱测试表明,在高温空气气氛下有少量的Eu³⁺还原成Eu²⁺。Eu³⁺和Eu²⁺有不同的发光特性,Eu³⁺产生的是线状特征光谱,发射峰值在592,616 nm。Eu²⁺产生的是带状光谱,带的中心位置在513 nm。经过还原处理的样品和经过氧化处理的样品相比,Eu²⁺的浓度得到显著提高,而Eu³⁺的浓度则急剧下降。对Eu²⁺的氧化、Eu³⁺的还原的机理进行了细致地讨论。另外,样品的热释光谱测试表明,经过氧化气氛处理和经过还原气氛处理过的样品的热释光峰值有很大的变化,但陷阱能级深度基本不变,在0.65 eV左右。这表明,对长余辉材料SrAl₂O₄ ∶ Eu,Dy进行还原→氧化→还原处理,Eu离子价态和发光强度会产生变化,并不影响其中Dy离子的陷阱能级。     

长余辉材料SrAl2O4:Eu,Dy中Eu的价态变化及对发光性能的影响

采用高温固相法,先在空气气氛下制备了SrAl2O4∶Eu,Dy,后对其进行还原→氧化→还原处理.X射线衍射结果表明,经过还原→氧化→还原处理后样品的晶体结构没有改变.样品的发射光谱测试表明,在高温空气气氛下有少量的Eu3+还原成Eu2+.Eu3+和Eu2+有不同的发光特性,Eu3+产生的是线状特征光谱,发射峰值在592,616 nm.Eu2+产生的是带状光谱,带的中心位置在513 nm.经过还原处理的样品和经过氧化处理的样品相比,Eu2+的浓度得到显著提高,而Eu3+的浓度则急剧下降.对Eu2+的氧化、Eu3+的还原的机理进行了细致地讨论.另外,样品的热释光谱测试表明,经过氧化气氛处理和经过还原气氛处理过的样品的热释光峰值有很大的变化,但陷阱能级深度基本不变,在0.65 eV左右.这表明,对长余辉材料SrAl2O4∶Eu,Dy进行还原→氧化→还原处理,Eu离子价态和发光强度会产生变化,并不影响其中Dy离子的陷阱能级.     

三价镧系离子掺杂的Cd3Al2 Ge3O12的长余辉发光

系统地研究了三价镧系离子在Cd3Al2Ge3O12基质中的长余辉发光。总结了余辉性能与激活离子电负性的关系。研究发现该体系中易失电子的激活离子产生的余辉效果较好。在254nm紫外光激发下,基质和所有镧系离子(Pm除外)掺杂的样品都有发光和余辉。按照发光和余辉性质的不同可以将激活离子分为三类：Pr^3 、Tb^3 和Dy^3 等是有特征余辉发光的离子;Eu^3 和Sm^3 等是有特征发射,但没有特征余辉发光的离子;Ce^4 、La^3 、Nd^3 以及其他是没有特征发光的镧系离子。长余辉的产生是由缺陷引起的。由于Cd^2 离子在高温下容易挥发,基质中存在大量的Cd^2 离子空位,这种空位可以作为俘获电子的陷阱。同时为了补偿Cd^2 所产生的正电荷,在Cd^2 离子空位周围会有相应的负离子空位产生,比如氧离子空位。这种补偿作用的存在使得基质本身的缺陷种类和数量十分丰富,使得该体系的余辉性能比较优越。     

(Y,Gd)BO3:Tb3+的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出（Y,Gd）BO3：Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。（Y,Gd）BO3：Tb在147nm真空紫外光激发下的发射主峰在544nm（Tb^3＋的^5D4→^7F5跃迁）,是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,（Y,Gd）BO3：Tb的基质吸收带位于150nm附近。Gd^3＋离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd^3＋→Tb^3＋的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8ms,能够满足显示显像技术的要求。因此,（Y,Gd）-BO3：Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

CaTiO3:Pr3+长余辉玻璃的制备与发光性能

用二次熔融法制备了CaTiO3：Pr^3＋红色长余辉玻璃。测量了样品的发射光谱,其发射光谱峰值为611．7,614．5nm,对应于Pr^3＋的4f-4f（^1D2→^3H4）跃迁,与CaTiO3：Pr^3＋晶态长余辉发光粉的发射光谱峰值相一致。玻璃粉与发光粉的质量配比在95：5～80：20时,都可以形成玻璃态并得到红色长余辉发光。研究了气氛和熔融温度对发光性能的影响,在空气环境下,800℃即可得到性能良好的样品。     

激光微区发射光谱分析法测定铝酸锶铕镝长余辉材料中的铕

激光微区发射光谱分析法结合CCD光学多道分析仪测定了SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉材料中铕的含量,研究了该方法用于长余辉材料定量分析的准确性。实验中以Eu(Ⅱ)412.973nm为分析线,计算机拟合LogIf~Logc工作曲线,对Eu的分析结果表明:分析谱线相对强度RSD为4.3%,定量分析相对标准偏差RSD为7.4%,分析结果的平均值为2.13%;采用高温固相反应法制备SrAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉材料,制备前后的Eu百分含量发生明显变化,高温合成后的长余辉材料中Eu百分含量明显增大。     

长余辉发光材料研究进展

长余辉发光材料是一类重要的光-光转换和节能材料。这类材料在工农业生产、军事、消防和人们生活的许多方面得到广泛应用。本文主要结合本课题组近年在长余辉发光材料领域的研究工作,综述长余辉发光材料的研究进展,并对今后的发展方向进行展望。     

不同激发波长对Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+红色长余辉发光材料发射光谱的影响

采用高温固相法合成了Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料。用X射线衍射仪及荧光分光光度计对材料物相及光谱性能进行了分析。结果表明:所得样品为Sr3Al2O6的纯相,在360nm波长的激发下,得到波峰为537nm的宽带发射光谱;在468nm波长的激发下,得到波峰为590nm的宽带发射光谱;在波长为394nm的激发下,537和590nm的峰同时出现。根据晶格场效应和电子云膨胀效应,对不同激发波长对Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+发射光谱的影响进行了解释。结果表明:在Sr3Al2O6∶Eu2+,Dy3+中发光中心因其5d能级劈裂幅度不同及4f65d1能带重心不同而导致发光颜色的不同。     

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。