Ce3+/Eu2+共掺Ca3Si2O4N2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+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:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+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,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。     

溶胶-凝胶法制备Ce3+掺杂纳米SiO2材料光致发光研究

通过溶胶-凝胶技术制备了掺杂Ce^3＋离子的纳米SiO2材料,并经较低温度下煅烧,研究其光致发光（PL）性能。X射线衍射（XRD）及透射电子显微镜（TEM）测试结果表明该纳米材料具有非晶态结构,颗粒尺寸为20～30nm。对其光致发光谱的测定显示：经450℃低温煅烧,未掺杂SiO2样品的光致发光谱明显为多峰的宽带结构,而微量Ce^3＋掺杂的样品在230nm激发下存在着唯一的一个很强的、主峰位于346nm左右的紫外发光峰,与未掺杂SiO2及Cu^2＋掺杂SiO2样品的比较表明该发光峰并非常见的Ce^3＋离子的d-f跃迁产生的特征发光带,而是起源于SiO2中的某种本征缺陷中心。通过不同煅烧温度以及不同Ce^3＋离子掺杂量对346nm发光峰强度的影响,讨论该发光峰起源可能的结构模型。     

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。     

Si基CeO_2薄膜的发光特性

利用电子束蒸发技术在p型硅衬底上沉积了200 nm厚的CeO2薄膜样品,将样品置于弱还原气氛中高温退火后,观察到薄膜在385,418 nm以及445 nm左右出现三个明显的发光峰。结合激发光谱、吸收光谱以及XRD分析表明:CeO2薄膜在高温下容易发生失氧反应,出现Ce4+→Ce3+离子转变,Ce3+离子在紫外光的激发下,电子由O2p跃迁到5d能级,再由5d能级向4f能级跃迁,从而产生强烈的蓝紫外发射,而445 nm左右的发光峰则来自于SiO2薄膜的缺陷发光。样品选择900~1 200℃不同温度退火,并且在1 200℃下进行了不同时间的退火。研究结果显示:在1 200℃下进行2 h的退火,薄膜发光强度达到最大。     

白光LED用新型Ce,Pr掺杂的YAG单晶荧光材料的光谱性能研究

为了改善白光LED用荧光材料效率低、均匀性差、光衰大、寿命短及物化性能差等不足,本文采用单晶荧光材料取代荧光粉来制备白光LED,并对白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能进行了研究.采用提拉法生长了白光LED用Ce∶YAG及Pr,Ce∶YAG晶体,并通过吸收光谱,激发、发射光谱对晶体材料的光谱特性进行表征.研究表明,Ce∶YAG单晶荧光材料可以被发射波长460 nm左右的蓝光芯片有效激发,产生一个范围为480~650 nm宽峰发射.通过Pr3+,Ce3+离子共掺杂可以有效补偿Ce3+离子单掺杂YAG荧光材料发光中的红色发光成分.     

白光LED用红色发射荧光粉YVO_4:Ce~(3+)(Gd~(3+))的制备与表征

用高温固相反应法制备了稀土离子Ce3+、Gd3+双掺杂的YVO4发光材料,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发以及发射光谱等测试手段对YVO4:Ce3+(Gd3+)荧光粉的制备条件、发光性能以及表面形貌进行了研究。XRD结果表明,在1100℃恒温5 h可得到Ce3+(Gd3+):YVO4纯相。SEM结果显示颗粒基本为球形,粒径约为300~500 nm。激发光谱测试表明,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在近紫外光区(232 nm)和蓝光区(424 nm)可以被有效地激发,用424 nm的蓝光激发样品时,Ce3+(Gd3+):YVO4荧光粉在611 nm和659 nm处的发光强度最大;因此,这种荧光粉可以作为组合型白光LED的红色发射荧光粉的候选材料。     

白光LED用Ca7（SiO4）2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6;在紫外光激发下,样品的发射谱包括418和502nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰,得到了峰值位于290和360nm处的两个宽带激发谱,说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响,最佳掺杂浓度为0.75mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。     

YAG∶Ce3＋荧光粉的高温固相合成及发光研究

采用高温固相法合成YAG∶Ce3＋发光材料。用正交试验法设计实验,确定Ce3＋掺杂量、焙烧温度、焙烧时间的最佳条件。研究结果发现：（1）荧光粉发光强度的影响因素排列顺序是：焙烧温度＞焙烧时间＞Ce离子掺杂量。其中焙烧温度的影响最为关键,其次是焙烧时间的影响,而Ce离子掺杂量的影响较小。（2）用高温固相法制备YAG∶Ce3＋荧光粉的最佳工艺参数为：焙烧温度1600℃,Ce离子掺杂量0.10 mol ,焙烧时间4 h ,即 A5 B5 C3组合。依此条件,合成的荧光粉发光最好。另一个最优组合是：焙烧温度1600℃,Ce离子掺杂量0.08 mol ,焙烧时间4 h ,即A5 B4 C3组合。依此条件,合成的荧光粉发光也很好,但稍弱于A5B5C3组合。对合成YAG∶Ce3＋发光材料的激发（343和467 nm）、发射（529 nm）光谱的峰形变化及跃迁性质进行了深入分析及指认。     

铈离子掺杂浓度对氯化镧(LaCl_3:Ce)闪烁晶体发光性能的影响

本文采用垂直Bridgman法,分别生长了未掺杂LaCl3和掺有不同浓度CeCl3的LaCl3闪烁晶体,并对它们的透光性质、发光性质和光衰减特性进行了测试和对比分析.发现未掺杂LaCl3晶体的吸收边位于215 nm附近,本征发射峰为405 nm,衰减时间在1μs以上.该发光属于纯氯化镧晶体的自陷激子发射,但随着CeCl3掺杂浓度的提高,源于自陷激子(STE)的本征发射强度逐渐降低,LaCl3:Ce晶体中的吸收边逐渐红移至300nm,由Ce3+中心所产生的5d→4f发射逐渐增强,其衰减时间加快至～20 ns.这种现象被解释为LaCl3晶格中的自陷激子向Ce3+离子发光中心的能量传递作用所致.     

补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO3:0.002Pr3+ 材料的红色发光特性的影响

采用高温固相反应法合成SrTiO3：Pr^3＋系发光材料,利用荧光光谱、XRD等分析手段,研究了工艺参数,如不同价态K、Ca和Al离子掺杂,以及1050～1300℃不同烧成温度对SrTiO3：Pr^3＋体系发光性能的影响,以获得具有较好综合发光性能的SrTiO3：Pr^3＋系发光材料。选择不同价态补偿离子掺杂是为了研究电荷补偿作用机制对该类材料发光性能的作用。结果表明：随着烧成温度的升高,磷光体发光强度先增加后减弱,在1150℃烧成的材料其发光强度最大。无补偿掺杂与K、Ca或Al离子掺杂的所有样品均发出源于Pr^3＋的^1D2→^3H4跃迁的610nm红色光。在不同价态补偿离子掺杂样品中,以掺Al的SrTiO3：Pr^3＋体系发光强度最好;其发光强度比无补偿离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料的发光强度提高10倍左右。另一方面,与Al离子具有类似的引入阴离子电荷缺陷的K离子掺杂材料的发光强度则基本没有变化,其发光强度与没有电荷补偿作用的无掺杂及Ca离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料相似。上述实验结果可从电荷缺陷及微观固溶结构两方面的联合作用机制进行解释。在引入电荷缺陷的掺杂体系中,只有在发光离子PrSr^＋最近邻的Ti格位引入的电荷缺陷才能有效地起电荷补偿作用,达到增强发光强度的作用。研究结果给出了合理的制备工艺条件,并且提供了一种可有效提高发光强度的补偿离子掺杂的选择依据。     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb的真空紫外光谱特性

(Y,Gd)Al3(BO3)4属于三角晶系,具有R32的空间群,掺入Ce3 ,Tb3 杂质后,其晶格结构没有变化。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb随着Gd3 摩尔浓度增大,基质吸收带红移。Gd3 和Tb3 之间存在着很有效的能量传递。Gd3 摩尔浓度在一定范围内(0~0·75mol)增大时,样品在120~300nm光谱范围内的激发强度均是增强的;但是,Gd3 浓度过高造成Gd3 的发射增强,GdAl3(BO3)4:Tb在120~240nm光谱范围内激发强度很明显下降。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Ce,Tb在真空紫外激发下,发现Tb3 的发光明显的被Ce3 猝灭。     

Eu3+掺杂BaO-TiO2-3SiO2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了以BaO-TiO₂-3SiO₂为基质的稀土Eu³⁺掺杂的发光材料,各材料的量比为 n(Ba):n(Ti):n(Si):n(Eu)=1:1:3:x。 通过DTA-TG、IR、XRD、激发和发射光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明,样品在50~400 ℃之间出现明显失重现象,说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇、醋酸等物质发生了脱附释放。IR光谱显示,制备的样品中主要存在Ti-O-Si和O-Si-O键。XRD测试证明,材料属于非晶态。激发和发射光谱图显示,材料制备的最佳退火温度为800 ℃,Eu³⁺的最佳掺杂比例为x(Eu)=5.75×10^-3。在612 nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光395 nm 和可见光465 nm,即在395 nm和465 nm光激发下,材料发射的红光单色性好且强度基本相同。     

Ce~(3+)掺杂Gd_2O_3基闪烁玻璃的研究

实验用高温熔融法制备了Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃样品,Gd2O3含量高达40mol%,测试了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量玻璃样品的密度、透过、发射、激发光谱及部分闪烁性能。研究了不同Ce3+掺杂浓度与Gd2O3基含量对玻璃样品密度及光谱性能的影响规律。结果表明:Gd2O3含量的增加不仅提高了玻璃的密度,有利于提高玻璃的辐射性能,还增大了玻璃的光碱度,增大Stokes位移,有利于提高闪烁光的发光效率;Ce3+浓度的提高增大了Ce3+间碰撞的几率,产生能量损失,表现出浓度淬灭效应。在Gd2O3基闪烁玻璃中,随Gd2O3含量增加激发峰的红移较小,高Gd2O3含量的氧化物玻璃中存在Gd3+→Ce3+能量转移机制,Gd3+离子可有效地向Ce3+离子传递能量,敏化Ce3+离子的发光。玻璃样品的衰减时间在17-37ns之间。Ce3+掺杂Gd2O3基闪烁玻璃有望在高能物理等领域中获得应用。     

Dy~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备、表征及发光特性

采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy~(3+)掺杂的B_2O_3-ZnO-Na_2O-Al_2O_3发光玻璃,通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明:制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy~(3+)的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下,样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy~(3+)浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy~(3+)浓度的增加呈现先增大后减小的变化,当Dy~(3+)掺杂摩尔分数为1.0%时,发光强度最大。此外,随着Dy~(3+)掺杂浓度的增大,发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。     

Luminescent properties of ytterbium-erbium nanostructured lead fluoride silicate glass-ceramics at low temperatures

We have studied the luminescent properties of lead fluoride silicate nanostructured glass-ceramics doped with ytterbium and erbium ions. We have measured luminescence spectra of glass-ceramics in the visible and near-IR ranges at temperatures of 300 and 77 K and under their pumping at a wavelength of 975 nm. We have examined changes in the luminescence spectra of glass-ceramics depending on the time of their secondary thermal treatment, concentration of dopant ions, specimen temperature, and power of excitation radiation.     

Effect of Mn doping on the structural and optical properties of sol-gel derived ZnO nanoparticles

Un-doped and Mn-doped ZnO nanoparticles were successfully synthesized in an ethanolic solution by using a sol-gel method. Material properties of the samples dependence on preparation conditions and Mn concentrations were investigated while other parameters were controlled to ensure reproducibility. It was observed that the structural properties, particle size, band gap, photoluminescence intensity and wavelength of maximum intensity were influenced by the amount of Mn ions present in the precursor. The XRD spectra for ZnO nanoparticles show the entire peaks corresponding to the various planes of wurtzite ZnO, indicating a single phase. The diffraction peaks of doped samples are slightly shifted to lower angles with an increase in the Mn ion concentration, signifying the expansion of the lattice constants and increase in the band gap of ZnO. All the samples show the absorption in the visible region. The absorbance spectra show that the excitonic absorption peak shifts towards the lower wavelength side with the Mn-doped ZnO nanoparticles. The PL spectra of undoped ZnO consist of UV emission at 388 nm and broad visible emission at 560 nm with varying relative peak intensities. The doping of ZnO with Mn quenches significantly the green emission while UV luminescence is slightly affected.     

Mn2+, Pb2+共掺杂ZnS纳米材料制备及光致发光

采用聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为表面包覆剂,在室温大气条件下的水溶液中制备了ZnS:Mn,Pb纳米晶。讨论了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量对ZnS纳米发光材料光致发光强度的影响,确定了Mn²⁺和Pb²⁺掺杂量相对于Zn²⁺的最佳的量的比,并对其发光机理进行了初步的探讨。     

The optical properties and energy transition process in nanocomposite of polyvinyl-pyrrolidone polymer and Mn-doped ZnS

This study has been carried out on the optical properties of polyvinyl-pyrrolidone (PVP), the energy transition process in nanocomposite of PVP capped ZnS:Mn nanocrystalline and the influence of the PVP concentration on the optical properties of the PVP capped ZnS:Mn nanocrystalline thin films synthesized by the wet chemical method. The microstructures of the samples were investigated by X-ray diffraction, the atomic absorption spectroscopy, and transmission electron microscopy. The results showed that the prepared samples belonged to the sphalerite structure with the average particle size of about 2–3 nm. The optical properties of samples are studied by measuring absorption, photoluminescence (PL) spectra and time-resolved PL spectra in the wavelength range from 200 to 700 nm at 300 K. From data of the absorption spectra, the absorption edge of PVP polymer was found about of 230 nm. The absorption edge of PVP capped ZnS:Mn nanoparticles shifted from 322 to 305 nm when the PVP concentration increases. The luminescence spectra of PVP showed a blue emission with peak maximum at 394 nm. The luminescence spectra of ZnS:Mn–PVP exhibits a blue emission with peak maximum at 437 nm and an orange–yellow emission of ion Mn²⁺ with peak maximum at 600 nm. While the PVP coating did not affect the microstructure of ZnS:Mn nanomaterial, the PL spectra of the PVP capped ZnS:Mn samples were found to be affected strongly by the PVP concentration.