Mg掺杂ZnO纳米晶的低温共沉淀法制备及光学性质

采用共沉淀(co-precipitation)法制备了Mg掺杂ZnO纳米晶,分别用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见吸收(UV-Vis)光谱、光致发光(PL)光谱、透射电镜(TEM)、电子顺磁共振(EPR)等分析手段对样品进行了表征。探究了Mg离子在ZnO纳米晶中的存在状态,ZnO纳米晶颗粒尺寸和发射光谱随Mg掺杂浓度的变化,并对其发光机理进行了分析。结果表明:Mg离子在ZnO晶格中以部分晶格位,部分间隙位的方式存在,没有形成MgO表面壳层结构;随Mg掺杂浓度的增大,ZnO纳米晶的颗粒尺寸变小,发射光的光强增大。发射光的最佳激发波长为342nm,中心波长为500nm,荧光量子产率为22.8%。实验分析表明:Mg离子的掺杂在ZnO纳米晶中引入了锌空位(VZn),间隙位的镁离子(IMg),提供了新的复合中心,从而增强了ZnO纳米晶的光致发光。     

共沉淀法制备Co掺杂ZnO的室温铁磁性的研究

利用共沉淀法并在5vol.%H₂/Ar气流中于300 ℃退火3 h,制备了Zn_1-xCo_xO稀磁半导体. 扫描电子微探针分析表明,对Co的名义组分分别为0.05,0.10,0.15的样品,其实际组分分别为x＝0.054, 0.100和0.159. X射线衍射表明, 主相为纤锌矿结构, x=0.100和 0.159的样品中含有CoO杂相. X射线光电子谱显示出Co有３种状态: 替代进入Z 关键词： 稀磁半导体 ZnO 共沉淀法 磁性来源     

铬掺杂氧化锌薄膜的超声喷雾法制备及其光学与磁学性质

用注射超声喷雾法将前驱体由针管直接送入超声喷头内,在石英基板上制备Zn_(1-x)Cr_xO(x=0.0,0.01,0.03,0.05)薄膜。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪、紫外-可见分光光度计、振动样品磁强计(VSM)等对薄膜的结构、光学和磁学性质进行测量。实验结果表明,未掺杂的ZnO薄膜为六角纤锌矿结构,沿着c轴(002)择优取向,而Cr掺杂抑制了薄膜的c轴择优取向性;掺杂后的薄膜平均晶粒尺寸均增大,且当x=3%时,晶粒尺寸最大,达31.4nm。扫描电镜(SEM)下薄膜呈球形颗粒状,并且在x=5%下,薄膜出现了长条状的微观形貌。Cr掺杂使样品的光致发光谱(PL)发生了很大的变化:未掺杂的样品的PL谱在378nm处存在一个紫外发射峰,对应于550nm附近还存在一个由于缺陷态引起的绿光发射峰;掺Cr样品只有在350~550nm的很宽的范围内存在一个发射峰,对其进行高斯拟合后,发现掺Cr量为x=1%,3%,5%下样品均存在V_(Zn)(锌空位)、Zn_i(Zn间隙位)、V_(Zn)~-(带一个电子的锌空位)内部缺陷态,且当x=3%时,V_(Zn)最多。Cr的掺杂使得薄膜的带隙增大,并且x=3%时,禁带宽度最大,达到3.374eV。掺Cr的三个样品均具有室温铁磁性,且x=3%样品的磁化强度最大,其与V_(Zn)(锌空位)最大相对应,验证了Cr~(3+)和V_(Zn)的缺陷复合体是ZnO∶Cr样品具有稳定的铁磁有序的最有利条件的理论预测。     

纳米Yb:LuScO3的制备和发光

采用液相共沉淀方法,制备了纳米材料Yb:LuScO3。X射线衍射分析结果表明,它的晶格参数为a=1.0126nm,粒度为50nm。在937nm光激发下,发射谱带很宽,发射峰分别位于976,1037,1085nm。通过漫反射吸收光谱,确定零吸收线在976nm处,能级分裂达1029cm-1,表明它的晶场分裂比较大。     

超声喷雾共沉淀法制备的Lu3Al5O12∶Eu3+纳米粉体发光特性

采用新型超声喷雾共沉淀法技术,以Lu2O3、Eu2O3、Al(NO3)3·9H2O为原料,制备了不同浓度Eu3+离子掺杂的Lu3Al5O12纳米粉体.用X射线粉末衍射表征了获得纳米粉体的相,用扫描电镜观察了纳米粒子的形貌.测定了粉体的激发光谱、7F0-5D2声子边带谱与发射光谱.研究了不同高温烧结温度与Eu3+掺杂浓度...     

掺Tb3+铝酸锌的共沉淀法制备及发光性能研究

采用聚乙二醇200辅助的共沉淀法制备了ZnAl2O4:Tb3+绿色荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、热重-差热(TG-DTA)和荧光光谱(FL)对合成的ZnAl2O4:Tb3+荧光粉进行了表征。XRD结果显示:合成产物为立方晶系的ZnAl2O4:Tb3+,形成良好晶体的最佳煅烧温度为700℃,与TG-DTA的数据显示一致。ZnAl2O4:Tb3+的激发光谱由260～310 nm的宽带峰和一系列的锐线峰。发射光谱的主发射峰位于544 nm,对应于D4-F5的能级跃迁。研究发现Tb3+的掺杂浓度对样品发射峰的组成强度有着很重要的影响,在Tb3+的摩尔分数为5.8%时达到最大,继续增加Tb3+的浓度,出现浓度猝灭现象。     

CeOx与ZnO纳米复合粉体的制备及其发光性能

通过溶胶-凝胶法制备CeOx／ZnO纳米复合粉体,并对其结构和光致发光特性进行了研究。发现500℃烧结出的复合粉体在502nm处的绿光发射同纯ZnO的相比有显著的增强;600℃烧结的样品在603nm出现新的发光峰。通过XRD和XPS分析认为荧光增强的主要原因同粉体中铈主要以Ce^3 形式存在有关,新的发光峰可能来源于ZnO／CeO2界面处形成的新的能级跃迁。     

ZnO:Eu3+纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Eu3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用溶胶-凝胶法(Sol-Cel)制备了ZnO:Eu3 纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).X射线衍射结果表明,ZnO:Eu3 具有六角纤锌矿晶体结构.观察到稀土Eu3 强而窄的特征发射和ZnO基质弱而宽的可见发射.分析了稀土Eu3 激发态5D0→7F1,5D0→7F3和5D0→7F2特征发射机制.给出了Eu3 离子特征发射的峰值强度随掺Eu3 浓度增加而增强的变化关系,证实了纳米ZnO基质与稀土Eu3 离子之间存在能量传递.比较了Eu3 离子5D0→7Fl磁偶极跃迁(MD)与5D0→7F2电偶极跃迁(ED)的相对强度,证实了在ZnO纳米晶基质中大多数Eu3 占据了对称性较低的格位.     

La、Ce掺杂ZnO纳米晶的发光特性

共沉淀法制备了稀土镧、铈掺杂的ZnO半导体纳米晶。X射线衍射(XRD)结果表明:掺杂的ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,随掺杂浓度增加ZnO粒径减小。对铈掺杂纳米ZnO,以波长380nm激发,在443nm处出现了半峰宽较窄的强的蓝光发射峰;镧掺杂ZnO纳米晶则为从418~610nm的多峰宽带发射。     

稀土Tb3+掺杂纳米ZnO的发光性质

ZnO是一种优良的直接宽带隙半导体发光材料(Eg=3.4 eV),具有优异的晶格、光学和电学性质,稀土离子掺杂浓度和热处理温度对ZnO∶Re3 纳米晶发光强度、峰位变化等光学性质具有重要影响.利用溶胶-凝胶法(Sol-Gel),在不同退火温度下,制备了不同浓度的ZnO∶Tb3 纳米晶.室温下,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).观察到纳米ZnO基质在520 nm附近宽的绿光可见发射和稀土Tb3 在485,544,584和620 nm附近的特征发射.通过ZnO基质可见发射强度和稀土Tb3 特征发射强度随Tb3 掺杂浓度、退火温度的变化关系,获得了5D4→7F5跃迁的绿色主发射峰最强的样品制备工艺参数,其退火温度为600℃、掺杂浓度为4 at%;给出了稀土Tb3 的激发态5D4→7F6(485 nm),5D4→7F5(544 nm)和5D4→7F4(584 nm)的发射机制;证实了稀土Tb3 与纳米ZnO基质之间存在双向能量传递.     

掺铕钼酸钆荧光粉的制备与发光性能分析

通过共沉淀法制备了红色荧光粉Gd_2-xEu_x(MoO₄)₃,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对所制备的样品进行结构表征分析,讨论了不同掺杂量下合成的荧光材料的发光性质。研究结果表明:所制备的Gd_2-xEu_x(MoO₄)₃红色荧光粉的三处激发峰分别位于394,465,534 nm。发射光谱中在589 nm和613 nm处有很强的发射峰,其中最强发射峰位于613 nm左右,与Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁对应。随着Eu³⁺掺杂量的增加,所合成的荧光粉的发光强度逐渐增强。在三组实验结果中,Gd_1.4Eu_0.6(MoO₄)₃(x=0.6)的发光强度最强。     

纳米Sr2SiO4∶Eu3+荧光粉的燃烧法合成及光谱性质

利用快速燃烧合成方法制备了Sr2SiO4∶Eu3+纳米材料.用X射线粉末衍射、扫描电镜、稳态激发与发射光谱、高分辨发射光谱、位置选择激发光谱和发光衰减等测量对材料的结构、形貌和光致发光性质进行了研究.分析结果表明,通过二甲酰肼的快速燃烧,在800℃条件下反应3 min即可制得颗粒尺寸在80～100nm左右的α-Sr2S...     

纳米LaPO_4∶Eu的凝胶网格法制备及发光特性

用凝胶网格沉淀法,以明胶为分散介质,成功制备了铕掺杂的磷酸镧纳米颗粒,所需装置简单,实验条件适中。通过透射电子显微镜观察到制得的纳米颗粒粒径均匀,分散性良好。用X射线粉末衍射仪对其结构进行了表征,实验表明:LaPO4属单斜晶系,独居石结构,600℃煅烧2 h完全晶化。研究了不同煅烧温度、时间及不同铕含量对LaPO4∶Eu纳米粒子发光性质的影响。光谱数据表明:随着铕含量的增加或煅烧温度的升高,激发峰及各个发射峰的强度都增强,但264 nm处的宽带峰强度随铕含量的增加变化较小,且红移了5.3 nm;850℃时,煅烧0.5 h发光强度最强,随着煅烧时间的延长发光强度反而减弱。     

白光LED用Eu~(2+)离子激活含氮铝酸盐发光粉的制备

采用高温固相反应法制备Sr3Al2O6-3x/2Nx∶Eu2+发光材料。发光光谱分析表明,该材料在400~550nm可见光激发下,发射光谱为峰值波长为600 nm的宽带谱。XRD分析结果显示,Sr3Al2O6-3x/2Nx与Sr3Al2O6的晶体结构相同。研究了Eu2+离子浓度对材料发光性能的影响,结果表明随着Eu2+离子浓度的增加,材料的发光强度呈现出先增强后减弱的趋势,当Eu2+浓度为15%时,发光强度最大。根据Dexter理论,其浓度猝灭机理是电四极-电四极的相互作用。引入Ce3+作为敏化剂,样品的发光强度明显增强。     

Eu3+掺杂MMoO4(M=Ca,Sr)荧光粉的表征及发光性质

本文采用简易的Pechini方法制备了Eu3+掺杂MMoO4(M=Ca,Sr)红色荧光粉.产物的结构、形貌和性质分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光发射谱(PL)和激发谱(PLE)进行表征分析.XRD表明反应得到了纯相目标掺杂产物,SEM照片显示两种体系掺杂产物形貌均匀性不同,Eu3+掺杂C...     

Er3+掺杂氟化物1550nm上转换发光材料的水热合成及发光性能

采用水热法合成了Er3+掺杂的1 550 nm氟化物上转换发光超细粉.与传统高温固相法样品相比,水热法合成的样品颗粒细小,与光电探测及成像器件耦合匹配应用时,更有利于提高器件的空间分辨率.探讨了Er3+掺杂四元氟化物1 550 nm上转换发光的物理机制,研究了Er3+掺杂浓度、反应温度及反应时间对产物上转换发光性能的影...     

微波法合成红色荧光粉CaCO_3:Eu~(3+)

采用微波法合成了红色荧光粉CaCO_3:Eu~(3+)。通过SEM,XRD和PL-PLE光谱等对样品的性能进行了表征和分析。同时,研究了微波功率对样品发光性能的影响。结果表明:样品在不同功率下会生成球霰石型的花片状、方解石型的立方体和文石型的针状等不同晶型的碳酸钙,颗粒的分散性好。波谱分析说明,掺杂Eu~(3+)作为发光中心进入到CaCO_3晶格中,其激发光谱主要由200～300 nm的Eu~(3+)—O~(2-)电荷迁移跃迁形成,属于宽带激发,在319,395,465,535 nm等处有窄的激发峰出现。在发射光谱中,由于磁偶极跃迁~5D_0→~7F_1受到不同晶体场的作用而分裂为593和589 nm两个峰,最强的发射峰为614 nm,对应于Eu~(3+)的电偶极跃迁~5D_0→~7F_2,属于纯正的红色发光。此外,随着微波功率的提高,基质的晶型逐渐由花片状的球霰石向针状的文石型过渡,样品的红色发射强度也逐渐增强。     

Crystal growth,structure and optical properties of Pr~(3+) -doped yttria-stabilized zirconia single crystals

The development of blue semiconductor light-emitting diodes(LEDs) has produced potential applications for Prdoped materials that can absorb blue light, especially crystals, and we now report structure and optical properties for high-quality Pr-doped single crystals of yttria-stabilized zirconia(YSZ) grown by the optical floating zone(FZ) method.X-ray diffraction(XRD) and Raman spectroscopy showed that all of the single crystal samples were in the cubic phase,whereas the corresponding ceramic samples contained a mixture of monoclinic and cubic phases. X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and electron paramagnetic resonance(EPR) spectroscopy showed that Pr was present as the Pr~(3+) ion in ceramic rods and single crystals after heating to high temperatures. The absorption and photoluminescence excitation(PLE) spectra of the Pr-doped YSZ crystals measured at room temperature showed strong absorption of blue light, while their photoluminescence(PL) spectra showed five emission peaks at 565 nm, 588 nm, 614 nm, 638 nm, and 716 nm under450 nm excitation. The optimum luminescence properties were obtained with the crystal prepared using 0.15 mol% Pr_6O_(11),and those with higher concentrations showed evidence of quenching of the luminescence properties. In addition, the color purity of Pr-doped YSZ single crystal reached 98.9% in the orange–red region.