热释光谱研究长余辉发光材料的陷阱能级

介绍了热释光剂量计和热释光的基本原理。通过测量长余辉发光材料的热释光谱,并采用一阶动力学近似,可以量化分析长余辉发光材料中的陷阱能级的深度、电荷密度等参数,并可以讨论陷阱能级与长余辉性能的关系,深入理解长余辉过程。     

温度对长余辉发光玻璃发光性能的影响

在还原气氛下,制备了稀土Eu₂O₃,Dy₂O₃掺杂的铝硅酸盐长余辉发光玻璃。分析了不同温度对SrAl₂O₄:Eu,Dy发光玻璃的余辉发光的影响,比较了SrAl₂O₄:Eu和SrAl₂O₄:Eu,Dy发光玻璃的余辉发光的时间积分强度。结果表明:SrAl₂O₄:Eu,Dy长余辉发光玻璃的发射光谱存在455,515nm两个发射峰值,并且其余辉衰减正比于t^-0.8。SrAl₂O₄:Eu,Dy长余辉发光玻璃余辉发光时间积分强度在150K附近开始增加,并在275K达到最大;Dy³⁺离子是造成空穴陷阱的主要原因。     

Pr3+掺杂红色长余辉发光材料研究进展

Pr3+掺杂长余辉发光材料因其稳定高效的红色持久性发光而备受关注.近年来,Pr3+掺杂红色长余辉发光材料的基础研究和应用探索均取得了长足的进步.本文总结了Pr3+离子发光特性与电荷迁移带位置的关系,概述了最近报道的发光材料体系,讨论了余辉性能的优化途径,介绍了相关材料在信息加密、交流发光二极管(AC-LED)、生物成像...     

硼酸掺量对SrAl2O4长余辉发光材料的发光性能影响

用燃烧法制备了Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料,研究了不同硼酸掺量对Eu2 ,Dy3 共掺杂SrAl2O4长余辉发光材料发光性能的影响。为了分析B2O3在材料制备中的作用,用XRD对所合成材料进行物相分析,用荧光光谱仪记录其发射光谱,并在暗室里拍摄紫外激发下的发光照片。结果表明:硼酸掺量为0.8的样品的发光光谱,其发射峰峰值位于518 nm,是典型的Eu2 的4f5d→4f的特征发射,为一宽谱带发光光谱。硼酸掺量为2的样品的发光光谱,其在518 nm位置的峰十分弱,而在487 nm处同时出现了一个弱峰,整个谱线呈一斜坡状。随着硼酸加入量的不同,Eu2 ,Dy3 共掺杂铝酸锶的发光效果、形貌特征均不同。在某一范围内,随着硼酸添加量的增加,合成了发光主晶相,烧结温度有所降低,材料的发光性能和发光亮度均有所提高。     

高亮度蓝绿色长余辉材料Ba_4(Si_3O_8)_2:Eu~(2+),Pr~(3+)的发光性能及其余辉机理研究

通过高温固相法在还原气体保护下合成Ba4(Si3O8)2:Eu2+,Pr3+样品及一系列参比样品.分别利用两种模式测得光致发光与余辉光谱.结果显示:光致发光与余辉的发光中心均是Eu2+离子;共掺Pr3+在基质中引入新的俘获载流子的缺陷.热释光与余辉衰减测试表明,与单掺Eu2+所形成的陷阱深度相比,共掺Pr3+导致余辉强度增强是归因于:在浅陷阱区(T1区)的陷阱深度变得更浅.而余辉时间增长是归因于:在深陷阱区(T2区)深陷阱密度大幅度减少.同时发现在不同激发波长下激发,余辉机理中的激发路径归结于以下两种过程.其一:268 nm激发时,是基质中的电子被直接激发至陷阱.其二:330 nm或365 nm激发时,电子从Eu2+基态激发至激发态.随后部分电子通过导带运输被陷阱中心所俘获.因此,余辉强度的不同归结为以上两种载流子俘获路径的不同.     

Dy含量对红色长余辉发光材料Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+性能的影响

采用溶胶凝胶法制备了Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+红色长余辉发光材料,利用X射线衍射仪对材料的物相进行了分析,结果表明,1200℃下制备的样品的物相为Sr3Al2O6,少量的Eu和Dy掺杂没有影响样品的相组成.采用荧光分光光度计、照度计测定了样品的发光特性.结果表明Sr3Al2O6:Eu2+和Sr3Al2O6:Eu2+,Dy3+的激发光谱均为激发峰位于473 nm的宽带谱.Sr3Al2O6:Dy3+的发射峰位于530.1 nm,对应于Dy3+代替Sr2+位置后基质中形成的施主-受主对Dy·Sr-V″Sr的重新组合.Sr3-0.02-yAl2O6:0.02Eu2+,yDy3+(0相似文献   

绿色长余辉材料MgAl_2O_4∶Mn~(2+)的合成及其发光特性

采用高温固相法在1350℃下合成了Mn2+掺杂的MgAl2O4发光材料,利用X射线衍射对所合成样品的结构进行了表征。用209nm的紫外灯照射样品后,观察到来自Mn2+的4T1-6A1跃迁的绿色长余辉发光。发光的激发光谱表明:Mn2+-3d组态内存在一系列强的激发峰,分别在279,361,386,427,451nm,同时还有209nm处的Mn-O电荷迁移带,激发该吸收带会产生很强的绿色余辉。测量了余辉的衰减曲线及热释光谱,分析了Mn2+掺杂浓度对样品余辉性质的影响,给出了余辉产生的可能模型。     

Y2O3: Eu,Dy的制备与红色长余辉发光性能研究

采用高温固相法合成发光样品Y₂O₃：Eu³⁺_0.01和Y₂O₃：Eu³⁺_0.01,Dy³⁺_0.01.X射线衍射分析(XRD)表明样品保持Y₂O₃晶格结构,掺入的Eu³⁺和Dy³⁺对Y_{2关键词： 长余辉 2}O₃')" href="#">Y₂O₃ 稀土掺杂 陷阱     

尿素用量对燃烧法合成CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+)长余辉材料发光性能的影响

利用金属硝酸盐和尿素的氧化还原反应,通过燃烧法在600℃的炉温下合成了蓝紫色长余辉发光材料CaA l2O4∶Eu2 ,Nd3 。在金属硝酸盐溶液浓度不变的条件下,通过改变尿素与硝酸根的量的比,合成了多组长余辉材料样品。当尿素用量较少时,Eu3 不能完全被还原为Eu2 ;随尿素用量增加,样品的Eu3 特征发射减弱,余辉初始亮度和持续时间均得到改善;当尿素的用量达到理论用量的5倍时,样品余辉特性最好,继续增加尿素用量,余辉亮度和持续时间反而下降。将燃烧法制备的各组样品用活性炭密封,在1 000℃条件下反应2 h,使Eu3 完全被还原为Eu2 ,同时除去燃烧法反应不完全的杂质,可以一定程度提高材料的余辉发光性能。     

Eu3＋掺杂CaO的合成与红色长余辉发光性能研究

采用共沉淀结合高温分解方法合成了CaO：Eu3＋红色长余辉发光材料．X射线衍射分析表明,随着温度的升高,产物相结构逐渐由碳酸钙的混合相变为单相结构,继而生成单相氧化钙结构．CaO：Eu3＋的激发谱显示为255nm左右的一个宽激发带和393nm的激发峰,宽激发带来源于CaO晶格的电荷迁移（CTB）,发射光谱对应于Eu3＋的。D→7FJ（J=0,2,3,4）的跃迁．室温观察到CaO：Eu3＋强的红色长余辉发射,热释光测量证实在CaO：Eu蚪中存在深度大约为0．69eV的陷阱能级,这是CaO：Eu3＋在室温具有红色长余辉的微观原因．存在的陷阱能级可能来源于Eu3＋取代Ca2＋进入晶格后,由于电荷的不等价替换而引入了电子陷阱．余辉衰减曲线的研究表明,样品的余辉发光可能与陷阱及发光中心之间的量子隧穿有关．     

纳米棒状长余辉材料BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能

利用硝酸铝、硝酸钡、尿素为原料,以一定比例H_2O/正丁醇及H_2O/正丁醇/SBS的混合液作传递压力的介质,进行反应,然后将得到的前驱体在还原气氛下高温煅烧,得到亮度高,余辉时间长的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)纳米棒状长余辉发光材料。TEM和SEM测试表明高温煅烧后得到的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)为棒状结构,其激发光谱和发射光谱均为宽带,主发射峰分别为498 nm,是典型的Eu~(2+)5d→4f跃迁。该方法的特点在于:采用水热法合成的BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料一般需经过高温煅烧,容易结块,而在合成制得的产品经1 300℃高温煅烧后仍呈现分散性良好的棒状结构,不需球磨,且发光性能良好,可直接应用。同时将2种不同的实验条件进行比较,发现在不使用表面活性剂的条件下依然可得到分散性良好的棒状BaAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料。该制备方法有望在其他铝酸盐和硅酸盐系长余辉发光材料的制备中得到应用。     

β-Zn3(PO4)2∶Mn2+,B3+长余辉发光材料的性能

采用高温固相法分别合成了β-Zn3(PO4)2∶Mn2 和不同HBO3含量的β-Zn3(PO4)2∶Mn2 ,B3 红色长余辉材料。XRD结果表明,HBO3的加入对于β-Zn3(PO4)2物相的形成和结晶温度并没有显著影响。从不同样品的激发和发射光谱可以看出,HBO3的加入并没有改变其激发和发射光谱位置,而对其强度有一定影响。对于Zn2.85(P1-x/2O4)2∶Mn20. 15,Bx3 来说,当B3 加入量为x=0.05时发光强度最强;而对其余辉衰减光谱来说,HBO3的加入明显提高了材料的余辉性能,并且当B3 加入量为x=0.1时余辉性能最强,这是由于B3 的不等价取代增加了材料中的陷阱而导致的结果。     

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     

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。     

纳米长余辉发光材料CaTiO3:Pr的制备及表征

以无机盐为原料,以明胶为分散介质,采用凝胶网格沉淀法制备了掺镨的钛酸钙纳米颗粒.通过热重和差热分析,讨论了CaTiO3:Pr共沉淀及锻烧过程中的反应机理.用透射电子显微镜观测到纳米颗粒呈类球形,粒径为100 nm左右,分散性良好.利用荧光光谱分析仪对纳米CaTiO3:Pr粉体的发光性能进行了表征.光谱数据表明:1 100℃时,煅烧1 h发光强度最大,其发光特性与传统的高温固相法相似,但烧结温度可以降低200℃.系统地研究了制备纳米CaTiO3:Pr长余辉发光粉体的工艺条件及其影响因素,给出了最佳的制备条件.文章报道的制备方法所需装置简单,实验成本低.     

白色长余辉材料Ca_xMgSi_2O_(5 x)∶Dy~(3 )系列的发光性能

制备并研究了一系列具有白色长余辉的钙镁硅酸盐材料,CaxMgSi2O5 x∶Dy3 (x=1,2,3)。在紫外激发的发射谱中观察到来自Dy3 的4f组态内发射:对应4F9/2→6H15/2跃迁的蓝色发射(480nm)以及对应4F9/2→6H13/2跃迁的黄色发射(575nm)。低压汞灯(254nm)辐照后产生的长余辉光谱成分与发射谱相同,蓝光与黄光的混合组成白色光。对所研究的大部分样品,白色长余辉发射持续时间超过1h。研究了发射光强度对Dy3 浓度的依赖以及黄光与蓝光强度比与Dy3 掺杂浓度之间的关系,发现不同的基质有不同Dy3 浓度的依赖关系。室温以上的热释光谱表明所研究材料在室温以上具有丰富的热释光峰,因此有潜力进一步改善其长余辉性能。结合实验结果和以往研究,简要讨论了这一类材料的陷阱来源和长余辉发射机理。     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+的发光性质

采用高温固相法制备了CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Li~+发光材料,并讨论了掺杂Li+对CaAl_2O_4∶Eu~(2+)发光性质的影响。X射线衍射(XRD)和PL测试分析表明,在CaAl_2O_4∶Eu~(2+)中掺入Li~+后,Eu~(2+)的发光有一定的增强,而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量,分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明,掺杂Li~+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱,使陷阱的密度和深度增加,从而提高荧光粉的余辉性能。     

新型近红外超长余辉材料Zn_3Al_2Ge_2O_(10)∶Cr~(3+)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Zn3Al2-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。     

CaTiO_3∶Pr~(3+)长余辉玻璃的制备与发光性能

用二次熔融法制备了CaTiO3∶Pr3+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611.7,614.5 nm,对应于Pr3+的4 f-4 f(1D2→3H4)跃迁,与CaTiO3∶Pr3+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。     

Eu2+掺杂Sr2SiO4长余辉材料的热释光研究

采用高温固相法在弱还原的气氛下合成了Sr2SiO4高亮度的黄色长余辉材料.通过X射线衍射(XRD)分析发现所制得的样品属于α'-Sr2 SiO4斜方品系结构;样品的光致发光特性表明,在320 nm激发光的照射下,出现峰位为490 nm的宽带发射峰.样品余辉特性显示:样品的余辉衰减曲线符合双指数衰减.在温度293～598...