发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)的水热法制备及发光性能研究

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征,研究了不同pH值(5,6,7和8)和不同反应温度(120,140,160,180和200℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。从XRD的结果可以看到,当pH6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋,FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。在pH值分别为5,7,8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋,表明样品为固熔体或者含有混合相,这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。荧光光谱测试结果表明,该荧光粉在394nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536nm(~5 D1→~7 F_1),578nm(~5 D_0→~7 F_0),590nm(~5 D_0→~7 F_1),613nm(~5 D_0→~7 F_2),646nm(~5 D_0→~7 F_3)和696nm(~5 D_0→~7 F_4)。荧光粉的激发光谱分别由361nm(~7 F_0→~5 D_4),380nm(~7 F_0→~5 L_8),394nm(~7 F_0→~5 L_6)和464nm(~7 F_0→~5 D_2)四组激发峰组成。经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394nm(~7 F_0→~5 L_6),该荧光粉在394nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613nm(~5 D_0→~7 F_2)。发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变,这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。     

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.     

基于 Eu~(3 +)还原制备 Eu~(3 +)-Eu~(2 +)共存发光材料的研究进展

稀土Eu元素因其优良的光学特性常被作为激活离子广泛应用于无机发光材料中。激活离子的发光性质由自身的价态决定,同时受基质晶体结构影响。不同价态的Eu离子呈现不同的光学特性,当二者共存时有可能得到单一基质的白光。本文主要综述近几年Eu~(3+)-Eu~(2+)共存于铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐及硼酸盐基质中的荧光性能、Eu~(3+)的还原条件及还原机理。     

电荷补偿剂增强的Ca_(2.96)Eu_(0.04)(PO_4)_2红色荧光粉

采用高温固相法合成了Li+、Na+、K+和Si4+作为电荷补偿剂的Ca2.96Eu0.04(PO4)2白光LED用红色荧光粉。采用X射线衍射仪、荧光光谱仪对材料的物相和发光性能进行了表征。样品的激发光谱由200~310 nm的电荷迁移带和310~500 nm的锐线光谱组成,其中396 nm的激发强度最大。发射光谱主要由5D0→7F1(593 nm)和5D0→7F2(616 nm)跃迁导致的发射峰构成。掺入Li+、Na+、K+和Si4+可以有效提高Ca2.96Eu0.04(PO4)2荧光粉的发光强度,同时对荧光粉的寿命和色坐标影响不大。荧光粉的色坐标均位于红色区域。     

CaZn2(PO4)2:Eu3+的制备及其发光性能

采用高温固相法合成了CaZn2( PO4)2:Eu3+橙红色荧光粉,研究了其发光特性.该荧光粉在350 ～410nm处有一个宽带激发,其激发主峰位于394 nm.在紫外激发下,发射峰分别由Eu3的5D0→7F1(585,595nm)、5D0→7F2(615、622 nm)、5Do→7F3 (645 nm)及5Do→7F...     

单一基质白色荧光粉Ca_9Al(PO_4)_7:Ce~(3+),Dy~(3+)的制备与发光性能

采用高温固相法在还原气氛下合成了Ca9(1-x-y)Al(PO4)7:xCe3+,yDy3+荧光材料,并对其发光特性进行了研究。XRD测试表明所合成样品为纯相Ca9Al(PO4)7晶体。在268 nm紫外光激发下,Ca9Al(PO4)7:Ce3+呈现峰值位于363 nm的宽带发射。在350 nm近紫外光激发下,Ca9Al(PO4)7:Dy3+发射光谱为窄带谱,主峰分别位于483 nm和574 nm,对应Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2特征跃迁,呈黄白光发射。荧光光谱表明:Ce3+,Dy3+共掺之后,Ce3+不仅对Dy3+的特征发射有明显的敏化作用,而且通过调节Ce3+和Dy3+的掺杂比例,可实现从黄白光到白光的颜色变化。研究发现:Ca9(1-x-y)Al(PO4)7:xCe3+,yDy3+样品中,掺杂离子的最佳摩尔分数为x=0.02,y=0.02,此时色坐标为(0.306,0.313)。     

LEDs用KSr_4(BO_3)_3∶Eu~(2+)荧光粉的发光性质

采用固相法合成了KSr4(BO3)3∶x Eu2+(KSB∶x Eu2+)荧光粉,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及光致发光光谱分别研究了样品的晶相、形貌及发光性质。XRD研究结果表明制备的样品为正交晶系的KSr4(BO3)3单相。当Eu2+的掺杂摩尔分数x为1.5%时,在激发光谱250~550 nm范围内观察到了两个宽带激发,可归属为Eu2+的4f7-4f65d1跃迁;在400 nm激发下,发射谱呈现出一个不对称的黄色发射带,峰值位于560 nm处,可归属于Eu2+的4f65d1-4f7跃迁。因在KSr4(BO3)3化合物中存在3个Sr格位,根据其光谱特征可推测发射谱中非对称的发射带来源于多个Eu2+发光中心。     

一种新型的白光LED用绿色荧光粉Ca_8MgLu(PO_4)_7∶Tb~(3+)

采用高温固相法合成一种单一纯相绿色荧光粉Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+,通过X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PLE,PL)和荧光寿命曲线研究了Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的发光性能。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+能被378nm的近紫外光激发,Tb3+发生5D4-7F5跃迁发出绿光,色坐标为(0.324,0.592)。Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+的量子效率可达84%,热猝灭性能良好:在150℃和200℃的发光强度积分分别是25℃的90.71%和86.36%。研究结果表明Ca8Mg Lu(PO4)7∶Tb3+是一种理想的适于NUV-LED芯片激发的白光LED用绿色荧光粉。     

Ca~(2+)掺杂对BaMgSiO_4:Eu~(2+)发光材料发光性能的影响

采用高温固相法于弱还原气氛中制备了Ba1-xCaxMgSiO4:Eu2+(x≤0.15)发光材料,测量其光谱特性,分析Ca2+掺杂对该发光材料光谱的影响。XRD图谱研究表明:Ca2+在BaMgSiO4基质中极限溶解度x=0.075。发光性能研究表明,当Ca2+掺入量从0增加至0.05时,最强发射峰从498nm蓝移至450nm,在掺入量为0.075时,激发和发射强度达到最强,而随着Ca2+掺入量的增加激发光谱的形状也发生变化。从Ca2+取代不同点阵位的Ba2+,并结合晶体场强度的变化讨论了光谱变化的原因。     

溶胶-凝胶法合成蓝色荧光粉SrAl_2Si_2O_8:Eu~(2+)

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法以相应的硝酸盐和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物在85℃水浴制得胶体,并将干燥后的胶体前驱物在较低温度(921℃)下还原制得蓝色发光材料SrA l2S i2O8∶Eu2+。分别以热重(TG)-差示扫描量热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)、光致发光(PL)对合成产物进行了表征。并深入研究了溶胶-凝胶法制备过程中的影响因素,如pH值、乙醇含量、柠檬酸含量等,确定了合成SrA l2S i2O8∶Eu2+的最佳条件。XRD分析表明,当金属离子与柠檬酸的量的比为1∶1,无水乙醇的量至少保证TEOS完全溶解于其中,溶液pH值为1.0~2.0时,可得到纯的SrA l2S i2O8六方物相。发光分析表明,产物在监测463 nm波长下的激发峰为327 nm,在394 nm激发下的发射光谱峰为468 nm。     

Eu~(3+)掺杂的Na_2YMg_2(VO_4)_3荧光粉制备和发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了Na2Y1-xMg2(VO4)3∶x Eu~(3+)(x=0.15~0.75)系列自激活荧光粉。用XRD、SEM、光致发光光谱和荧光衰减曲线分别对其结构、形貌和发光性能进行表征。XRD结果显示样品为纯石榴石结构,其中Eu~(3+)取代Y~(3+);SEM照片显示样品为粒径大小在0.3~1μm范围内不规则的光滑球状颗粒;光谱分析表明,Na2YMg2(VO4)3作为自激活发光基质可以被200~400 nm紫外光有效激发,发出源于VO_4~(3-)电荷迁移跃迁的波长范围为400~700 nm的宽谱带绿光。掺杂Eu~(3+)后,在340 nm紫外光激发下同时出现了VO_4~(3-)的电荷迁移带和Eu~(3+)的特征光谱。不同浓度Eu~(3+)掺杂的光谱和荧光衰减曲线表明,存在VO_4~(3-)和Eu~(3+)之间的能量传递。     

Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)荧光粉的发光特性和能量传递

利用高温固相法合成Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉末,研究了Sm~(3+)和Eu~(3+)掺杂对Na_2CaSiO_4晶体结构的影响、材料发光特性以及存在的能量传递现象.X射线衍射结果表明Sm~(3+)和Eu~(3+)单掺及共掺样品均为单相的Na_2CaSiO_4结构,晶体结构没有改变.Na_2CaSiO_4:Sm~(3+)荧光样品在404 nm激发波长下呈现峰峰值为602 nm的橙红色荧光,来源于~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁.Na_2CaSiO_4:Eu~(3+)荧光样品在395 nm激发波长下发射出峰峰值为613 nm的红色荧光.对光谱和荧光寿命的测试和分析结果表明Sm~(3+)与Eu~(3+)之间存在能量传递,通过理论计算得到Sm~(3+)和Eu~(3+)之间的能量传递临界距离为1.36 nm,相互作用形式为电四极-电四极相互作用.随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加,能量传递效率也逐渐提高至20.6%.     

新型红色荧光粉Na2Ca4(PO4)2SiO4:Eu3+,Bi3+的制备及发光特性

用高温固相法合成了用于白光LED的Na2Ca4(1-x-y)(PO4)2SiO4:xEu3+,yBi3+红色荧光粉.研究了助熔剂H3BO3、二次煅烧时间和稀土掺杂量等制备条件对样品发光性质的影响.结果表明,在1 200℃、助熔剂H3BO3加入量为样品质量的3.8%时可得到更有利于发光的α-NCPS基质,而且掺入Eu3+、Bi3+之后,基质的晶格结构没有发生明显变化;适宜的二次煅烧时间为1.5 h.Bi3+的共掺杂可以通过能量传递大幅提高Eu3+的发光强度,当Eu3+、Bi3+的摩尔分数分别为x=0.04和y=0.01时,粉体具有最强的红光发射.表明这种荧光粉是一种可很好用于近紫外芯片的白光LED的红色荧光粉.     

新型红色荧光粉Na2Ca4(PO4)2SiO4:Eu3+,Bi3+的制备及发光特性

用高温固相法合成了用于白光LED的Na2Ca4(1-x-y)(PO4)2SiO4:xEu3+,yBi3+红色荧光粉.研究了助熔剂H3BO3、二次煅烧时间和稀土掺杂量等制备条件对样品发光性质的影响.结果表明,在1 200℃、助熔剂H3BO3加入量为样品质量的3.8%时可得到更有利于发光的α-NCPS基质,而且掺入Eu3+...     

BaMgSiO_4:Eu~(2+)/Eu~(3+)可调白光发光材料的制备和性能研究

通过高温固相反应在空气中制备了BaMgSiO4:Eu2+/Eu3+发光材料,利用粉末X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)对合成的样品进行表征。研究表明,在393nm激发光激发下,BaMgSiO4:Eu2+/Eu3+材料同时表现出Eu2+和Eu3+的发射光谱;改变NH4Cl质量分数可有效调整Eu2+和Eu3+的发光强度,实现从绿光到白光的有效调控。Eu3+发光强度随着NH4Cl用量增加而增大;当NH4Cl质量分数为5%时,Eu2+和Eu3+的发光强度比(IEu2+/Eu3+)最低,可获得国际照明委员会(CIE)色坐标为(0.37,0.38)、色温(CCT)为4300K的暖白光。BaMgSiO4:Eu2+/Eu3+表现出良好的热稳定性,在200℃时,其发光强度仅下降了15%。研究表明BaMgSiO4:Eu2+/Eu3+荧光粉可作为潜在的单一掺杂单一组成的白光发光二极管(LED)发光材料。     

中空球形CaWO_4∶Eu~(3+)荧光粉体的水热合成及发光性能

采用水热法制备了中空球形Eu3+掺杂CaWO4荧光粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,研究了荧光粉的晶体结构及pH值对荧光粉体发光性能的影响。结果表明:当反应溶液的pH≥5时,所合成CaWO4∶Eu3+荧光粉体为结晶度较好、形貌均匀、粒径为4μm的中空球形结构。在395 nm激发下,Eu3+的特征发射峰位于591 nm和614 nm处,对应于5D0-7F1和5D0-7F2跃迁。pH=5时所合成粉体在614 nm处的红光发射强度最大。     

Ca4Y6Si6O25:Eu2+绿色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了Ca4 Y6Si6O25:Eu2+绿色荧光材料.通过X射线衍射分析得知,Ca4Y6Si6O25属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.测定了Eu2+的激发光谱和发射光谱.Ca4Y6Si6O25:Eu2+的激发光谱为350～450 nm的宽带谱,这与近紫外光LED芯片相匹配.发射光谱是峰值...     

荧光粉Ca4Y6O(SiO4)6:Dy3+的制备与发光特性

采用高温固相法制备了Ca<,4>Y<,6>O(SiO<,4>)<,6>:Dy<'3+>荧光材料,通过样品的XRD谱证明了Ca<,4>Y<,6>O(SiO<,4>)<,6>:Dy<'3+>荧光材料是纯相的结构材料,通过发射光谱和激发光谱等发光特性的研究发现该荧光粉材料有多个发射峰,分别位于480 nm和573 nm处.监...     

用于白光LED的高亮度蓝白色荧光粉Ca2SiO3Cl2∶Eu2+的发光性质

采用固相法在较低温度下合成了Eu2 激活的Ca2S iO3C l2高亮度蓝白色发光材料,并对其发光性质进行了研究。其发射光谱由两个谱带组成,峰值分别位于420,498 nm处,归结为Ca2S iO3C l2晶体中占据两种不同Ca2 格位的Eu2 离子的5d→4 f跃迁发射。改变Eu2 浓度,可以使样品的发光在蓝白色和绿白色之间变化。当Eu2 浓度为0.005 mol-1时,样品呈现很亮的蓝白色发光。两个发射峰的激发光谱均分布在250~410nm的波长范围内,峰值分别位于333,369 nm处。Ca2S iO3C l2∶Eu2 可被InGaN管芯产生的近紫外辐射有效激发,是一种性能良好的白光LED用单一基质蓝白色荧光粉。     

K_2ZnSiO_4∶Eu~(3+)红色荧光粉的制备及发光性能

采用高温固相法合成了适合近紫外光、蓝光激发的K2ZnSiO4∶Eu3+红色荧光粉,研究了该荧光粉的发光特性。XRD结果显示,所合成的荧光粉主晶相为K2ZnSiO4。样品的激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200~350nm)和Eu3+离子的特征激发峰(350~500nm)组成,最强峰位于396nm,次强峰位于466nm。在396nm和466nm激发下,样品均呈多峰发射,分别由Eu3+离子的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619nm处峰值最大。增加Eu3+离子的掺杂浓度,荧光粉的发光逐渐增强。在实验测定的浓度范围内,未出现浓度猝灭现象。不同Eu3+浓度样品的色坐标均位于色品图红光区,非常接近NTSC标准。