新型近红外超长余辉材料Zn3Al2Ge2O10：Cr3+的发光性能

采用高温固相法制备了新型近红外长余辉材料Zn₃Al₂Ge₂O₁₀：Cr³⁺,利用X射线衍射、荧光光谱和余辉衰减曲线等对合成的样品进行了分析。结果表明：样品Zn₃Al₂Ge₂O₁₀：Cr³⁺是Ge⁴⁺取代ZnAl₂O₄：Cr³⁺尖晶石中的部分Al³⁺而形成的固溶体。在397 nm光的激发下,发射光谱主要由两个明显的窄峰叠加在Cr³⁺离子的自旋允许跃迁⁴T₂→⁴A₂辐射的宽发射带上。发光强度随着Cr³⁺离子掺杂浓度的增大和煅烧温度的升高而出现浓度猝灭及温度猝灭现象。当Zn₃Al_2-xGe₂O₁₀：xCr³⁺中的Cr³⁺离子掺杂量x为2%且煅烧温度为1 350 ℃时,样品的近红外发光及余辉强度最大。材料的余辉持续时间超过300 h,余辉发射谱峰位与荧光发射光谱中的N线一致,均位于697 nm附近。最后分析了煅烧温度对样品余辉性能的影响,并对材料的余辉机制进行了探讨。     

宽带近红外荧光粉KScP2O7∶Cr3+的发光特性研究及近红外LED器件应用

近红外(NIR)器件的小型化和智能化需求推动了高效宽带近红外荧光粉的设计与发展。目前,Cr³⁺激活的宽带近红外荧光粉主要采用传统的多格位共占据策略设计实现。然而,由于处在不同晶体学格位的Cr³⁺热猝灭行为不一致和光谱稳定性差等问题,导致其实际应用受限。本文基于单格位占据策略,采用高温固相法制备了一系列宽带近红外荧光粉KSc_1-xP₂O₇∶xCr³⁺(x=0.01～0.09),并对其晶体结构、发光性能及热猝灭机理进行分析。研究结果表明,在x=0.03时,KSc_0.97PO₇∶0.03Cr³⁺(KSP∶0.03Cr³⁺)样品发光强度达到最大值,随后出现浓度猝灭现象,该现象主要归因于相邻Cr³⁺-Cr³⁺之间的能量传递。在蓝光激发下,KSP∶0.03Cr³⁺样品光谱覆盖700～1 200 nm,发射主峰位于85...     

全光谱照明LED中的蓝绿色荧光粉研究

采用高温固相法合成了BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉,在440~460 nm蓝光激发下,该荧光粉发射峰值波长488 nm的蓝绿色光。通过共掺杂微量Mg²⁺和Ge⁴⁺离子,BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉的热猝灭性能显著提升。在蓝光芯片激发下,使用BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉搭配Y₃（Al,Ga）₅O₁₂:Ce³⁺黄绿色荧光粉以及CaAlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉,可以封装色温6 500 K、显色指数Ra达到96.5、所有特殊显色指数R1~R15都大于90的全光谱白光LED。通过封装老化测试,Mg²⁺和Ge⁴⁺离子掺杂的BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉较未掺杂的荧光粉老化性能提升近1倍。     

Li(Sc,M)Si2O6∶Cr3+(M=Ga3+/Lu3+/Y3+/Gd3+)的近红外发光性能

荧光转换型近红外发光二极管(NIR pc-LED)具有体积小、谱带宽、峰位易调谐等优点,是新一代NIR光源发展的前沿,其关键在于研发可被蓝光有效激发的高效率宽带近红外荧光粉。LiScSi₂O₆∶Cr³⁺荧光材料的激发波长为460 nm,发射峰位在845 nm,光谱带宽为156 nm,内量子效率为64.4%。基于该体系,本文通过M离子(M=Ga³⁺,Lu³⁺,Y³⁺,Gd³⁺)取代Sc³⁺的方式对其性能进行调控。结果表明,引入M离子易生成杂相或发生相变,降低了材料的发光性能。本文从晶体结构出发对其调控过程进行了分析。     

Cr4+在八面体格位中的光谱特性研究

采用提拉法生长了Cr单掺和Cr，Mg共掺Al₂O₃晶体，后者具有900—1600nm的宽带吸收.研究了该吸收带在不同气氛、不同温度退火下的变化规律.通过建立合理的晶格缺陷模型，成功地解释了所有的实验结果，并确定Cr，Mg共掺Al₂O₃晶体红外波段宽吸收带属于八面体格位中的Cr⁴⁺离子. 关键词： 4+离子')" href="#">Cr⁴⁺离子 八面体格位 晶格缺陷     

Cr3+:Al2O3透明多晶陶瓷光谱特性分析

对透光性良好的Cr³⁺:Al₂O₃透明多晶陶瓷的光谱性能 进行了研究，其吸收光谱中吸收峰与单晶红宝石相一致，按吸收光谱和Tanabe-Sugano能级 图，算出其晶场强度参数D_q及Racah参数B分别为1792cm^-1， 689cm ^-1，D_q/B=2.6，陶瓷中Cr³⁺离子所处格位的晶体场强 比单晶弱一些，但Cr³⁺:Al₂O₃透明陶瓷仍属于强场晶 体材料；当Cr³⁺掺杂浓度到达0.8wt%时，陶瓷的发射谱仍保持较好的R线发射 ；随Cr³⁺掺杂浓度的增大，激发峰位发生“红移”.在Cr³⁺:Al₂O₃透明多晶陶瓷的荧光谱上，发现一个波长为670nm的发射峰，经激发 谱确认为Cr³⁺的发射峰. 关键词： 氧化铝 透明陶瓷 离子格位 光谱性质     

Sr3B2O6：Eu3+,Li+荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法合成Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺红色荧光粉,考察了激活剂Eu³⁺和电荷补偿剂Li⁺浓度对Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺荧光粉发光性能的影响。结果表明：适量掺杂Eu³⁺、Li⁺离子并不改变Sr₃B₂O₆的结构。当Eu³⁺掺杂量为4%、Li⁺的掺杂量为8%时,在900 ℃下灼烧2 h可以得到发光性能最佳的Sr_2.9B₂O₆：0.04Eu³⁺,0.08Li⁺红色荧光粉。以394 nm的近紫外光激发时,Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺荧光粉发射出红光,对应于Eu³⁺的4f-4f 跃迁,其中以614 nm附近的⁵D₀→⁷F₂跃迁发光最强,是一种有潜力用于白光LED的红色荧光粉。     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,xBi³⁺(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征。结果发现:单掺杂Bi³⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi³⁺的³P₁→¹S₀电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu²⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷跃迁而引起的。当Bi³⁺离子掺杂到Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi³⁺离子样品的1.9倍。     

Ce3+-Cr3+共掺杂Ba3Sc4O9荧光材料的发光性能

红光-近红外光谱技术在医疗领域具有广泛的应用。但对于当下采用蓝光LED激发荧光材料实现红光-近红外光谱输出的器件结构而言,则普遍存在蓝光过剩的问题。本文提出了通过构筑Ce³⁺→Cr³⁺能量传递从而实现抑制器件蓝光输出的策略。以Ba₃Sc₄O₉为研究对象,采用Ce³⁺/Cr³⁺共掺杂,研究了其发光性能。结果表明,共掺杂的Ba₃Sc₄O₉∶Ce³⁺/Cr³⁺同时具备了红光和近红外光发射能力,发射主峰分别位于585 nm和835 nm;Ce³⁺→Cr³⁺能量传递效率达50.92%。所封装的近红外LED器件的蓝光强度下降了78%,而Cr³⁺的发射强度增至181%。     

橙红色荧光粉Ca3Y2Si3O12：Sm3+的制备及发光特性

采用高温固相法在1 400 ℃下经二次煅烧合成了橙红色荧光粉Ca₃Y_2-xSi₃O₁₂：xSm³⁺,研究了Sm³⁺离子掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。XRD结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca₃Y₂Si₃O₁₂。荧光光谱分析表明,Ca₃Y₂Si₃O₁₂：Sm³⁺硅酸盐荧光粉可以在320~500 nm范围内得到有效激发,并发射橙红光。在402 nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于562 nm（⁴G_5/2→⁶H_5/2）、598 nm（⁴G_5/2→⁶H_7/2）和646 nm（⁴G_5/2→⁶H_9/2）,其中598 nm处峰值最大。改变Sm³⁺离子掺杂浓度发现：荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Sm³⁺掺杂量x（Sm³⁺）为5%,浓度猝灭机理为离子间的相互作用。讨论了几种助熔剂的影响,NH₄F、CaF₂和NaCl均降低荧光粉的发光强度,只有H₃BO₃能够显著增强样品的发光,其最佳掺杂质量分数为1%。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构,Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化,荧光粉形貌不规则,颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下,荧光粉显示出红光发射,最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响,最佳掺杂摩尔分数为0.08,由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小,当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时,荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示,测试温度为150℃时,荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明,Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

孤立格位中的Cr3+近红外发射波长的设计与调控:以AMP2O7:Cr3+为例

近红外光谱调控对于开发新型近红外荧光粉至关重要。3d³电子构型的Cr³⁺具有波长可调谐的宽带近红外发光性质,是一种理想的近红外激活剂离子。由于d轨道对晶体场敏感,Cr³⁺离子发射波长强烈依赖于其配位晶体结构,明确配位结构与发光性质之间的构效关系是指导近红外荧光粉理性设计的理论基础。而实际上晶体结构复杂,影响局部配位结构性质的因素很多,难以形成明确的构效关系。AMP₂O₇(A=Li,K;M=Ga,Sc,In)系列焦磷酸盐晶体中具有孤立的[MO₆]八面体结构特征,可为Cr³⁺提供孤立的配位环境,孤立格位大大减少了晶体结构的复杂性,为构效关系的建立提供了合理性保障。本文以AMP₂O₇:Cr³⁺系列荧光粉为研究对象,Cr³⁺取代在孤立的[MO₆]八面体中心格位,具有波长可调谐的近红外发光性质,其发射波长随M³⁺和...     

红色荧光粉La2Mo2O9:Eu3+,W6+的制备及发光性能

采用高温固相法合成出La₂Mo₂O₉:Eu³⁺,W⁶⁺系列红色荧光粉,其结构为立方晶系的β- La₂Mo₂O₉。在395 nm光激发下,样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺发射出很强的红光,最强发射峰位于616 nm处。适量地掺杂W⁶⁺离子可以提高样品的激发和发射强度,在395 nm光激发下,La_1.40Mo_1.84O₉:0.60Eu³⁺,0.16W⁶⁺荧光粉的Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁发射强度最大,是样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺的1.23倍。最后,将La_1.40Eu_0.60Mo_1.84O₉:0.16W⁶⁺荧光粉与~395 nm发射的InGaN芯片一起制作成红光发光二极管(LED),该LED发射出很强的红光。     

近紫外激发具有颜色可调的Er3+/Eu3+共掺BiOCl荧光粉

本文采用固相法在500℃合成了Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl 荧光粉, 并通过XRD, SEM, 吸收, 激发和发射光谱研究了其结构、形貌和发光特性. XRD 和SEM结果表明在500℃下即可成功合成纯四方相片层结构的Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉. 吸收光谱表明掺杂Er³⁺/Eu³⁺离子使BiOCl形成杂质能级; 激发光谱显示该荧光粉具有来自于基质BiOCl价带(VB)到导带(CB)跃迁的优异宽带近紫外激发特性. 在380 nm近紫外光激发下, 同时获得了Er³⁺离子和Eu³⁺离子的特征发射峰, 其中发光中心位于410 nm (²H_9/2→⁴I_15/2), 525 nm (²H_11/2→⁴I_15/2), 554 nm (⁴S_3/2→⁴I_15/2), 673 nm (⁴F_9/2→⁴I_15/2)的发射峰来自于Er³⁺离子的跃迁, 而581 nm(⁵D₀→⁷F₀), 594 nm (⁵D₀→⁷F₁), 622 nm (⁵D₀→⁷F₂), 653 nm (⁵D₀→⁷F₃), 699 nm (⁵D₀→⁷F₄)的发射峰则来自于Eu³⁺离子的跃迁. 值得注意的是, 与传统Er³⁺/Eu³⁺掺杂的材料不同, 该荧光粉还具有独特高效的紫光(Er³⁺)和长波红光(Eu³⁺)发射特性, 分析表明这与BiOCl的结构有关; 并且通过改变掺杂浓度, 实现了发光颜色由黄绿光→黄光→橙红光的调节. 研究结果表明Er³⁺/Eu³⁺共掺BiOCl荧光粉有望成为一种潜在的近紫外激发白光LED荧光粉.     

Yb3+/Er3+共掺BaGd2O4荧光粉的制备及其上转换发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了Yb³⁺/Er³⁺共掺杂BaGd₂O₄上转换荧光粉。研究了退火温度对BaGd₂O₄晶体结构的影响,以及Yb³⁺/Er³⁺共掺杂的BaGd₂O₄荧光粉在971 nm LED激发下,激发密度与上转换发射光功率及效率的关系。研究结果表明,尽管BaGd₂O₄与目前报道效率最高的Yb³⁺/Er³⁺共掺杂BaGd₂ZnO₅基质的最高声子能量相同,但光-光转换效率却相差82倍,极值量子效率相差7.8倍。结论认为,在声子能量不是很高的情况下,材料结构是影响上转换效率的主要因素。     

低温燃烧法制备SrMgAl10O17：Eu2+,Er3+高亮度蓝光荧光粉及发光性能研究

采用低温燃烧法合成SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺及SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺, Er³⁺蓝色发光材料, 通过X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和荧光光谱仪 (PL) 等测试手段对所得样品进行表征. XRD及SEM测试结果表明: 利用低温燃烧法合成SrMgAl₁₀O₁₇材料具有较高的结晶度, 且微量的稀土元素掺杂不会破坏其晶体结构; PL测试结果表明: SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 荧光粉在300–390 nm范围内可以被有效的激发, 该波长范围与近紫外LED芯片匹配, 发射光谱分布在430–520 nm之间, 发射峰位于460 nm, 属蓝光发射材料. 共掺Er³⁺可显著增强SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的发光强度, 且当Er³⁺的掺杂浓度为4%时,样品的发光强度最大, 较单掺Eu²⁺时样品的发光强度高出54.9%, 表明Er³⁺对Eu²⁺的发光具有良好的敏化作用, 该敏化作用的机理可以利用能量传递原理进行解释. 关键词： 低温燃烧法 10O₁₇')" href="#">SrMgAl₁₀O₁₇ 蓝光荧光粉 敏化作用     

真空紫外光激发下Ce3+、Tb3+激活的BaCa2(BO3)2的发光性质

利用XRD、VUV及UV光谱等方法对Ce³⁺、Tb³⁺离子掺杂以及Ce³⁺、Tb³⁺离子共掺的3种BaCa₂(BO₃)₂荧光粉的相纯度、发光性质、浓度猝灭现象进行研究。结果表明:3种荧光粉在VUV波段有较好的吸收,基质吸收带位于140～190 nm范围。Ce³⁺在BaCa₂(BO₃)₂的最低4f5d跃迁带位置在360 nm附近,其5d→²F_J(J=5/2, 7/2)发射峰分别位于393,424 nm。Tb³⁺掺杂的样品在172 nm激发下的发射光谱由4个窄带组成,分别对应⁵D₄→⁷F_J(J=3,4,5,6)的跃迁,其中占主导位置的是⁵D₄→⁷F₅的跃迁,大约位于543 nm处,主要为绿光发射。在Ce³⁺,Tb³⁺离子共掺杂的BaCa₂(BO₃)₂光谱中,观察到Ce³⁺-Tb³⁺离子间有能量传递。     

Sr0.6Ba0.2Ca0.2Al2O4 ∶Eu,Dy的制备与长余辉发光性能研究

采用高温固相法制备了Ca,Ba共掺的Sr_0.6Ba_0.2Ca_0.2Al₂O₄ ∶Eu²⁺_0.01, Dy³⁺_0.02和单掺Ba的Sr_0.6Ba_0.4Al₂O₄ ∶Eu²⁺_0.01, 关键词： 长余辉 铝酸锶 稀土掺杂 陷阱能级     

Eu2+掺杂浓度对Ca2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉发光特性的影响

采用化学共沉淀法制备了Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉.用X射线衍射仪、荧光分光光度计及光色综合测试系统对Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉的相结构、发光性能进行了测试.结果表明:其激发光谱分布在300–480 nm波长范围,谱峰位于389,430 nm处,可以被InGaN管芯产生的360–480 nm辐射有效激发;在波长为430 nm蓝光激发下,其发射光谱谱峰位于531 nm处.Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉的发光强度随Eu²⁺掺杂量的增加而增强,当Eu²⁺掺杂量x为0.04时,发光强度达到最大值,而后开始降低,发生浓度猝灭.根据Dexter能量共振理论,浓度猝灭是由电偶极-电偶极相互作用引起的. 关键词： 2MgSi₂O₇∶Eu²⁺')" href="#">Ca₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺ 绿色荧光粉 发光特性 白光发光二极管     

Na+离子掺杂Gd2O3 ∶ Sm3+纳米晶的发光增强

采用柠檬酸作燃烧剂,在柠檬酸-硝酸盐体系下制备了Gd₂O₃ ∶ Sm³⁺和Gd₂O₃ ∶ Sm³⁺,Na⁺纳米晶。用X射线衍射仪、透射电子显微镜、荧光光谱仪等对样品的结构、形貌和光致发光性能进行了分析。结果表明:所得纳米样品为纯立方相,晶粒尺寸约为30 nm。在室温下,用275 nm激发光激发各样品时,可观测到Sm³⁺离子 的较强发光,其主发射峰位分别位于561.5,603.5,651.5 nm,分别对应着Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_5/2 , ⁴G_5/2→ ⁶H_7/2 和⁴G_5/2 →⁶H_9/2的电子跃迁, 其中以⁴G_5/2→⁶H_7/2 跃迁的光谱强度最强。实验表明:Na⁺离子的掺入使得Sm³⁺离子的光发射强度显著增强。对引起样品荧光强度变化的原因进行了分析。