新型全色发光材料NaCaPO_4:Dy~(3+)制备及发光性能

釆用高温固相法制备了NaCaPO4∶Dy3+系列样品,并在紫外(UV)及真空紫外(VUV)区域研究了系列样品的发光性能.紫外激发光谱显示在350nm处有最强的激发峰,可以有效地吸收紫外光并将其转化为可见光.真空紫外激发光谱表明,NaCaPO4∶Dy3+能有效地吸收无汞荧光灯的激发源并将其转化为可见光.系列样品发光均呈现为白色,这种材料有潜力作为全色显示材料应用于发光二极管(LED)和无汞荧光灯中.     

橙红色荧光粉BaZnP2O7∶Eu3+的制备与发光特性

采用高温固相法合成了BaZnP2O7∶Eu3+荧光粉, 并对其发光性质进行了研究.     

Ce3+,Tb3+,Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理

通过正交试验,采用高温固相法制备了Sr2-x-y-zMgSi2O7∶xCe3+,yTb3+,zEu3+系列样品.使用X射线衍射仪和荧光光谱仪表征了样品的物相和发光性质,并讨论了Ce3+-Tb3+-Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系中的能量传递过程.实验结果表明,在327 nm波长激发下,所合成荧光粉的发射峰主要位于387 nm(蓝紫)、542nm(绿)和611 nm(红)处;分别以387,542和611 nm为监控波长,所得激发光谱显示荧光粉在327 nm处有最好的激发.在327 nm光激发下,系列样品发光进入白光区.最优化的荧光粉为Sr1.91MgSi2O7∶0.01Ce3+,0.05Tb3+,0.03Eu3+,其色坐标为(0.337,0.313),是一种潜在的发光二极管(LED)用白色荧光粉.     

近紫外激发Sm3+与Sr2+,Ba2+,Bi3+共掺杂的La1/3NbO3的发光性质

通过高温固相反应合成了La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉.样品的荧光光谱表明,La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉最强的激发带在406 nm,对应于Sm3+的6H5/2→4K11/2跃迁,属于近紫外区(365～410 nm).当激发波长为406nm时,样品的最强发射峰位于596 nm,是由Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁而产生的.因此,La1/3NbO3∶Sm3+可以作为基于近紫外激发的白光发光二极管(LED)的红光材料.而且,La位共掺杂Sr2+,Ba2+和Bi3+使样品的荧光强度大大增加,在最佳掺杂浓度时的量子产率分别为5.4%,7.5%和5.3%.     

(Y，Gd)VO4∶Eu3+的紫外-真空紫外发光特性

用高温固相法合成了Y_1-xGd_xVO₄∶Eu³⁺(0≤x≤1)系列单相样品并研究了其发光特性。在254 nm激发下，观察到最大强度位于619 nm的红色发射峰且其强度在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大。在147 nm激发下的发射峰与紫外下的一致，发射强度也是在Y/Gd=0.4/0.6时达到最大，大约是商用(Y，Gd)BO₃∶Eu³⁺     

纳米SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉发光材料。通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析。XRD结果表明所制备的SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺纳米发光材料为单相,属单斜晶系。TEM测试表明纳米SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺发光材料为规则的球状粒子,粒径为50~80 nm,且分散性良好。激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉。     

YAl3（BO3）4∶Eu3+荧光粉的化学沉淀法制备研究

以化学沉淀法制备单相的铕离子掺杂硼铝酸盐红色荧光粉YAl3(BO3)4∶Eu3+,考察了焙烧温度、掺铕量等因素对材料性能的影响,用X射线衍射、扫描电镜、激发光谱和发射光谱对荧光粉的结构、形貌和发光性能进行了表征.以尿素为沉淀剂,900℃焙烧沉淀前驱体可得到单相荧光粉YAl3(BO3)4∶Eu3+,反应温度比传统高温固相法降低了300℃;沉淀法制备的荧光粉粒径分布范围小,无团聚现象,粒径约300nm.掺铕量为10%(物质的量比)时发光强度最大.在260nm的紫外光激发下,Eu3+的5 D0→7 F2的电偶极跃迁最强,发射光为618nm的红光.     

GdPO4∶Eu3+和GdPO4∶Ce3+,Tb3+纳米晶多元醇法的合成与表征

首次采用多元醇的方法合成了GdPO4:Eu3+和GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶,并利用X-射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM),光致发光光谱(PL)及热重和差示扫描量热分析(TG-DSC)对产物进行了表征.结果表明,产物为单斜晶系独居石结构正磷酸盐;形貌为梭形,长轴600～700 nm,短轴50～200 nm;纳米晶在水中有良好的分散性.GdPO4:Eu3+水溶液在251 nm激发下.发射光谱以Eu3+的5D0-7F1 (592 nm)磁偶极跃迁强度最大;GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶水溶液的激发光谱在240～300nm处有一宽的吸收带,峰值位于262 nm,为Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收,发射光谱呈现Tb3+特征绿色发射,最强峰位于544 nm.讨论了GdPO4:Ce3+,Tb3+体系中敏化发光机理,通过光谱分析证实了存在Ce3+→Gd3+→Tb3+的能量传递过程.     

Dy3+单掺及Dy3+,Er3+共掺GdVO4纳米粒子的制备及发光性能的研究

用水热法制备了Dy3+单掺及Dy3+,Er3+双掺GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和荧光(FL)光谱对合成样品的结构、形貌和发光性能进行表征;探讨了Dy3+掺杂浓度、络合剂对GdVO4:Dy3+纳米晶的结构、形貌和发光性能的影响;考察了不同波长的近红外光和紫外光激发的GdVO4:Dy3+,Er3+,得到不同颜色的上转换和下转换荧光光谱。以760~830 nm近红外光和210~380 nm紫外光激发GdVO4:Dy3+纳米晶,可获得Dy3+蓝绿色双模发光;其中蓝光来自于Dy3+离子的4F9/2→6H15/2跃迁,绿光由Dy3+离子4F9/2→6H13/2跃迁产生。     

ZnAl2O4∶Mn4+材料的制备及发光性能

以共沉淀法与煅烧法联用,成功制备了一系列ZnAl₂O₄∶xMn⁴⁺样品。通过扫描电镜和X射线粉末衍射测试研究了样品的形貌和物相特征,结果表明尖晶石结构的ZnAl₂O₄中[AlO₆]的八面体位可以有效被Mn⁴⁺替代。通过荧光激发和发射光谱研究了样品的发光性能,发现Mn⁴⁺在ZnAl₂O₄体系中掺杂可以显示出明亮的红色发光(发射峰值位于680 nm处)。比较不同Mn⁴⁺浓度(Mn与Al的物质的量之比)掺杂样品的发光强度时发现,Mn⁴⁺最佳掺杂浓度为0.06%。通过德克斯特公式分析了发光强度与浓度关系,探究浓度猝灭机制,结果表明最邻近离子之间能量传递造成Mn⁴⁺浓度猝灭的发生。为了提高Mn⁴⁺的发光强度,选择了7种金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺和Ga³⁺)与Mn⁴⁺共掺杂进入ZnAl₂O₄基质中,其中效果较突出的为Li⁺和Ga³⁺,其共掺杂使Mn⁴⁺发光强度分别增强0.6倍和1倍。     

ZnAl2O4∶Mn4+材料的制备及发光性能

以共沉淀法与煅烧法联用,成功制备了一系列ZnAl₂O₄∶xMn⁴⁺样品。通过扫描电镜和X射线粉末衍射测试研究了样品的形貌和物相特征,结果表明尖晶石结构的ZnAl₂O₄中[AlO₆]的八面体位可以有效被Mn⁴⁺替代。通过荧光激发和发射光谱研究了样品的发光性能,发现Mn⁴⁺在ZnAl₂O₄体系中掺杂可以显示出明亮的红色发光(发射峰值位于680 nm处)。比较不同Mn⁴⁺浓度(Mn与Al的物质的量之比)掺杂样品的发光强度时发现,Mn⁴⁺最佳掺杂浓度为0.06%。通过德克斯特公式分析了发光强度与浓度关系,探究浓度猝灭机制,结果表明最邻近离子之间能量传递造成Mn⁴⁺浓度猝灭的发生。为了提高Mn⁴⁺的发光强度,选择了7种金属离子(Li⁺、Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺和Ga³⁺)与Mn⁴⁺共掺杂进入ZnAl₂O₄基质中,其中效果较突出的为Li⁺和Ga³⁺,其共掺杂使Mn⁴⁺发光强度分别增强0.6倍和1倍。     

NaY(WO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+白色荧光粉的制备与发光性能

采用溶剂热法合成了一种单一相白色荧光粉NaY(WO4)2∶Eu3+,Tb3+,Tm3+。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及荧光光谱(PL)对制备的系列样品的物相、形貌和荧光性质进行了表征。结果表明:在荧光粉NaY(WO4)2∶x%Eu3+,4%Tb3+,1%Tm3+(x=5,10,15,20)中,随着Eu3+掺入量的增加,发光从绿光区进入白光区。同时观察到Tb3+到Eu3+的有效能量传递。     

Dy3+,Eu3+双掺单基质Ca9Y(PO4)7白色荧光粉的合成与发光性能

以具有多种格位的Ca9Y(PO4)7作为基质, 以Dy3+和Eu3+作为共激活剂, 利用高温固相法合成了一种单基质白光荧光粉. X射线衍射证实样品属于三方晶系菱面体结构, Dy3+和Eu3+在Ca9Y(PO4)7晶体中占据了Y3+ 的格位. 样品在365 nm紫外线激发下, 荧光光谱同时出现了Dy3+和Eu3+的特征发射, 且发光强度以及色度坐标随着Dy3+和Eu3+掺杂比率的变化而有规律变化, 所有样品的发射均处于白光区域. 利用近紫外芯片作为激发源, 单一基质白色荧光粉Ca9Y1-x-y(PO4)7: xDy3+, yEu3+可应用于白光发光二极管等领域.     

Sr2MgSi2O7∶Tb3+，Li+荧光粉的合成和发光机理

采用高温固相法合成Sr2-mMg1-nSi2O7∶mTb3+,nLi+(m=0.03~0.50,n=m)系列荧光粉。使用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的物相和发光性质进行了表征。在377 nm紫外光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于490 nm,542 nm,590 nm和613 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射。调节Tb3+离子掺杂浓度,可实现荧光粉的发光颜色从蓝到白、黄、绿的可调发射;名义组成为Sr1.95Mg0.95Si2O7∶0.05Tb3+,0.05Li+的荧光粉在紫外光(377 nm)激发下发白光,其色坐标(0.322,0.317)接近纯白光(0.33,0.33),是一种潜在的LED用单基质白光荧光粉。     

新型橙红色荧光粉Sr4Nb2O9:Sm3+的光致发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列新型Sr_4-xNb₂O₉:xSm³⁺橙红色荧光粉,对Sr_4-xNb₂O₉:xSm³⁺的物相结构、光致发光性能、荧光衰减、热稳定性等进行了研究。结果表明,Sr_4-xNb₂O₉:xSm³⁺橙红色荧光粉能被近紫外和蓝光有效激发,并在607 nm处呈现出较强的橙红光发射带。研究了样品的浓度猝灭机制,样品的最佳掺杂浓度为0.02,其浓度猝灭归因于Sm³⁺离子间的电偶极间相互作用。此外,还探讨了Sr_3.98Nb₂O₉:0.02Sm³⁺样品的热稳定性,在453 K时的发光强度大约为室温下的89.6%。最后对样品的荧光寿命和CIE进行了测试,随着Sm³⁺掺杂浓度提高,荧光寿命不断变短;所有样品的相关色温较低,具有较高的色纯度。上述结果表明,Sm³⁺掺杂Sr₄Nb₂O₉的橙红色荧光粉在固态照明领域中具有潜在的应用前景。     

ZnWO4∶Er3+，Yb3+纳米棒的制备及发光性能

采用水热法以聚乙二醇为分散剂合成了Er³⁺,Yb³⁺共掺的ZnWO₄纳米棒。X射线衍射、透射电子显微镜分析结果表明：所得产物为直径约20 nm的ZnWO₄纳米棒。在激发波长为980 nm的半导体激光器做光源激发下,确定样品的3个发射峰的发光中心位于532、553和656 nm,分别对应于铒离子 ²H_11/2→ ⁴I_15/2, ⁴S_3/2→ ⁴I_15/2和 ⁴F_9/2→ ⁴I_15/2的跃迁。     

全光谱白光发光二极管用Eu3+掺杂Ca2KZn2(VO4)3黄色荧光粉的制备及光学性能

基于蓝光芯片激发黄色荧光粉或近紫外芯片激发三基色荧光粉构建的白光发光二极管(WLED)在青光区域呈现明显的凹口,导致白光的色彩性能不够理想。为了弥补这一缺陷,实现全光谱白光,我们设计了Eu³⁺掺杂Ca₂KZn₂(VO₄)₃黄色荧光粉,其发射波长范围为400~750 nm。在387 nm激发下,在所制荧光粉中可同时获得来自VO₄^3-基团和Eu³⁺的发射光。Eu³⁺在Ca₂KZn₂(VO₄)₃基质中的最佳掺杂浓度(物质的量分数)为0.05,且VO₄^3-基团向Eu³⁺的能量传递效率达到64.9%。基于变温的发射光谱,揭示了所制荧光粉的热稳定性并发现VO₄^3-基团和Eu³⁺的激活能分别为0.538和0.510 eV。此外,将所制黄色荧光粉与商用蓝色荧光粉和近紫外芯片进行封装整合,得到可发射暖白光的WLED器件,其色温和显色指数分别为3843 K和85.8。     

有序介孔Al2O3∶RE3+的制备及Gd3+对Eu3+的能量传递

以P123为表面活性剂,异丙醇铝为铝源,用简易溶胶-凝胶法,获得了单掺和双掺Gd3+,Eu3+的介孔氧化铝组装体。用广角X-射线衍射仪(WAXD)进行了物相分析;小角X-射线衍射仪(SAXD)、比表面仪进行了孔结构分析和形貌表征;研究了组装体的发光性能并发现Gd3+对Eu3+有能量传递作用,并分析了能量传递过程。     

SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+纳米长余辉发光材料的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了SrAl₂O₄∶Eu²⁺，Dy³⁺ 纳米长余辉发光材料，研究了pH值、反应温度和络合剂等对溶胶-凝胶形成的影响，研究了灼烧温度对SrAl₂O₄∶Eu²⁺，Dy³⁺ 晶相、颗粒尺度和发光性能的影响。利用XRD, SEM，光谱分析等手段对产物进行了结构和性能分析。实验结果表明，在800 ℃时SrAl₂O₄晶相开始形成但没有发光，而在1 100 ℃烧结的样品则具有很好的发光性能。样品平均晶粒尺寸随灼烧温度升高而增加，平均晶粒尺寸为20～40 nm。样品的激发光谱是峰值在240，330，378和425 nm的连续宽带谱，发光光谱是峰值在523nm的宽带谱，与SrAl₂O₄∶Eu²⁺，Dy³⁺ 粗晶材料相比，发光光谱发生了“红移”现象。样品的热释光峰值位于157 ℃，与SrAl₂O₄∶Eu²⁺，Dy³⁺ 粗晶材料相比，峰值向低温移动了13℃。     

Cs2ZnCl4∶Ce3+,Mn2+的合成及其多模发光性能

近年来,低维无铅金属卤化物由于其独特的光学性质、低毒性和优异的环境稳定性等优点受到了广泛关注。采用水热法成功制备Cs₂ZnCl₄∶Ce³⁺、Cs₂ZnCl₄∶Mn²⁺以及Cs₂ZnCl₄∶Ce³⁺,Mn²⁺等微米晶,并利用X射线衍射仪、荧光光谱仪等表征手段对其物相和发光特性进行了系统性研究。研究结果表明,Cs₂ZnCl₄微米晶为正交相零维结构,其发射光谱依赖于掺杂离子的激发波长,例如,Ce³⁺离子掺杂的Cs₂ZnCl₄微米晶在254nm的激发条件下,其发射光谱峰位位于350nm,对应于Ce³⁺离子4f-5d的跃迁;Mn²⁺离子掺杂的Cs₂ZnCl₄微米晶在361nm的激发条件...