Tb^3＋：YAG单晶荧光层中掺杂Ga^3＋的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb^3 ：YAGG单晶荧光层，研究了Tb^3 激活YAG主晶格外延层中Ga^3 掺杂的荧光敏化效应，可以看到在Tb^3 荧光得到显著增强的同时，外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga^3 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽，并与Tb^3 的^7Fe6-^9E、^7E典型吸收峰发生交叠的现象，用基质与Tb^3 之间的声子耦合解释了上述Tb^3 ：YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

Ce3+离子敏化Eu3+∶Cr3+∶Sm3+∶YAG外延层的荧光现象

对Ce3+ ∶Eu3+ ∶Cr3+ ∶Sm3+ ∶YAG处延层中的荧光敏化现象进行了报道和分析 ,在较高浓度的Ce3+ 离子掺杂时 ,外延层在蓝色、绿色波段出现了新的荧光谱线 ,可解释为在Ce3+ 离子敏化作用下 ,Eu3+ 离子产生了由高位激发态能级5Di(i=1,2 ,3)直接到基态能级7Fj(j =0 ,1,2 ,3)的辐射跃迁过程 ,并且这种Ce3+ ∶Eu3+ ∶Cr3+ ∶Sm3+ ∶YAG外延层还是一种新颖的白色单晶荧光材料。     

Cr3+离子激活的YAG外延单晶荧光层

Cr3+ 离子掺杂YAG外延层 (Cr3+ ∶YAG)的发光呈宽带谱特征 ,荧光色度坐标为x=0 .6 5 5 1、y =0 .2 949,在CIE1931色度图上相当于主波长λ≈ 6 38nm的红色光 ,并且具有较高的色饱和度 ,其发光谱中引人注目之处还在于荧光主峰的位置均在波长较长的λmax≈ 6 89nm和 70 9nm附近 ,是一种能够实现长波长 (λ≈ 70 0nm)红色光输出的单晶荧光体 ,可用作非晶硅液晶光阀投影仪的高分辨率写入光源。     

Y^3＋对水溶液聚合结构中的Eu^3＋的荧光增强作用

合成了两种双功能的配体2，2′，6，6′－四羧基－4，4′－联吡啶（BDPA）和双（2，6－二羧基－4－吡啶基）硫醚（SDPA）。观察到Y^3 能明显提高水溶液聚合结构中Eu^3 的荧光强度。荧光增强机制表明，Eu^3 、Y^3 和配体所构成的水溶液聚合结构，有利于使Y^3 配合物中的配体所吸收的能量有效地转移给Eu^3 。     

Tb3+∶YAG单晶荧光层中掺杂Ga3+的荧光敏化作用

采用液相外延工艺成功制备了Tb3 + ∶YAGG单晶荧光层 ,研究了Tb3 + 激活YAG主晶格外延层中Ga3 + 掺杂的荧光敏化效应 ,可以看到在Tb3 + 荧光得到显著增强的同时 ,外延荧光层发光的饱和特性也有所改善。实验中观察到了Ga3 + 掺杂后基质晶体吸收边缘向长波方向展宽 ,并与Tb3 + 的7F6 9E、7E典型吸收峰发生交叠的现象 ,用基质与Tb3 + 之间的声子耦合解释了上述Tb3 + ∶YAGG外延层中所存在的能量传递、荧光敏化现象。基质与掺杂激活中心间能量传递机制的建立将会为基于YAG主晶格的高效荧光材料研究提供一个新的思路。     

NaGdF4：Eu^3＋和GdBaB9O16的VUV荧光性质

在真空紫外光激发下，六方结构的NaGdF4:Eu^3 中的Gd^3 离子吸收一个光子，将能量分两步传递给Eu^3 离子，发生红色双光子发射。立方结构的NaGdF4:Eu^3 中存在一定量的氧离子取代缺陷，使Gd^3 离子4f-5d跃迁移到177nm附近，这与惰性气体放电产生的VUV光波长一致，并且其荧光色纯度较高。在VUV激发下，GdBaB9O16中的Gd^3 离子发生双光子（紫外和红色或远红外）发射。     

Gd203：（Ce^3 ，En^3 ）微晶中稀土离子间的级联能量传递

本文报道了纳米Gd203：(Ce^3 ,En^3 )的紫外与真空紫外（UV-VUV)激发谱及其选择激发下的荧光光谱。这些光谱实数表明,除了Gd2O3基质与Ce^3 ,Eu^3 离子之间的能量传递外,还存在着Gd^3 与Ce^3 、Eu^3 间的能量传递,即存在Gd^3 →Ce^3 →Eu^3 三种稀土离子间的级联传递。     

含Cr3+透明微晶玻璃的发光性能

选择若干玻璃组成，制得了含莫来石晶相的透明微晶玻璃，利用吸收光谱和室温荧光光谱对玻璃和微晶玻璃的发光进行了研究。研究表明，在一定测试范围内提高玻璃的晶化温度可以提高Cr^3 离子的有效发光效率；Cr^3 离子浓度的增加使微晶玻璃的发光强度增加，但引起浓度淬灭，降低Cr^3 离子的有效发光效率。对微晶玻璃荧光光谱中688nm发射肩的成因进行了探讨，提出了微晶玻璃荧光光谱中688nm和700nm发射可能由^2E能级分裂引起的观点。     

含Eu3+离子的Na2O-K2 O-SiO2-Al2O3系统玻璃的制备及其变温发射光谱与结构特性

通过高温熔融法制备了含Eu^3 离子的Na2O-K2O-SiO2-Al2O3系统玻璃。在488nm波长光的激发下，系统地研究了上述玻璃从77K到700K温度范围的变温发光特征。发现总的荧光强度首先随温度的升高而大幅度升高，然后随温度的升高而减少，用声子辅助吸收与热激活过程及温度淬灭效应定性地解释了上述强度的变化，同时测量与分析了Eu^3 离子的晶格场参量。结果表明，Eu^3 离子与氧离子的距离随着温度升高而变短，而Eu^3 离子的配位数不随温度而变化。     

Eu^3＋：Sm^3＋：Cr^3＋：YAG红色单晶荧光体

报道外延生长的多激活中心掺杂的红色单晶荧光体Ｅｕ＾３＋：Ｓｍ＾３＋：Ｃｒ＾３＋：ＹＡＧ,其直径达到５４ｍｍ,荧光色坐标为ｘ＝０．６１３７,ｙ＝０．３７３８,相当于波长λ＝５９９ｍｍ的红色荧光,具有较高的色饱和度。这种单晶材料具有委好的抗电子束灼伤能力,在入射能量达到１０＾５Ｗ／ｍ＾２时无发光猝灭现象,是一种较理想的红色单晶荧光材料。     

Ba2SiO4:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备与光谱性质

用高温固相反应法合成了Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺(x=0~0.2, y=0~0.15)荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,Ba₂SiO₄:xCe³⁺的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba₂SiO₄:Mn²⁺样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强,红光发射极弱。在Ce³⁺和Mn²⁺共掺的Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺样品中,位于606 nm附近的红光发射较强,来源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)-⁶A₁(⁶S)跃迁。这说明Ce³⁺离子将部分能量传递给了Mn²⁺离子,有效地敏化了Mn²⁺离子的发光。当Ce³⁺的摩尔分数为0.2、Mn²⁺的摩尔分数为0.075时,Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺荧光粉位于606 nm的Mn²⁺的发射峰最强。     

Ce3+/Tb3+/Sm3+共掺CaO-B2O3-SiO2玻璃的光学性能调控

采用高温熔融法制备了Ce³⁺/Tb³⁺/Sm³⁺掺杂的CaO-B₂O₃-SiO₂（CBS）发光玻璃。通过傅利叶红外光谱仪、荧光光谱仪表征了该系列发光玻璃的微观结构和发光性质,并对Ce³⁺到Tb³⁺、Ce³⁺到Sm³⁺之间的能量传递机制进行了研究。结果表明,在339,378,407 nm激发下,单掺Ce³⁺、Tb³⁺和Sm³⁺的CBS玻璃分别发射紫蓝光、绿光和红光,恰好符合混合合成白光的条件。Ce³⁺/Tb³⁺和Ce³⁺/Sm³⁺双掺CBS玻璃的发射光谱以及Ce³⁺衰减寿命的变化证实了Ce³⁺→Tb³⁺和Ce³⁺→Sm³⁺之间存在能量传递,随Tb³⁺和Sm³⁺浓度增加,Ce³⁺的寿命减小,且传递效率由5.4%和5.7%分别增加至24.0%和27.1%。调节3种稀土离子的掺杂浓度并选择合适的激发波长,实现了发光颜色可调,并最终获得白光发射。     

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%.     

Direct Sensitization Up-conversion Mechanism in Er3+:Yb3+ Co-doped Fluoride Materials

Up-conversion luminescence have been studied on Yb3+-Er3+ co-doped fluoride samples. Two infrared lasers with wavelength of 930 nm and 858 nm are carefully chosen as excitation sources. The experimental results suggest direct cooperation sensitization up-conversion rather than two-step sensitization up-conversion is responsible for the increased population of 2H11/2 (Er3+) and thus the increased green emission in the region 514～574 nm in Yb3+-Er3+ co-doped system.     

FLUORESCENCE MECHANISMS OF Tm3+- AND Yb3+/Tm3+ DOPED AlF3-BASED FLUORIDE GLASS

A complete set of spectroscopic parameters, including Judd-Ofelt parameters, radiative transition probabilities, radiative lifetime, branching ratios and integrated absorption cross section, have been calculated for Tm³⁺- doped fluoroaluminate (AYF) glass, based on the measured absorption spectra. The mechanism of Tm³⁺→Tm³⁺ and Yb³⁺\Leftrightarrow Tm³⁺ energy transfers and fluorescence properties have been investigated in both Tm³⁺ single-doped and Yb³⁺/Tm³⁺ double-doped AYF glasses. The cross-relaxation process, ³F₄+³H₆→2³H₄, is proved, which makes the optimum Tm³⁺ concentration of 1.77μm fluorescence (³H₄→³H₆) much higher than 1.45μm fluorescence (³F₄→³3H₄) in Tm³⁺:AYF glasses. In Yb³⁺/Tm³⁺:AYF glasses, a stronger concentration quenching is found for the 476nm emission than that for the 797nm emission, and is discussed under the 970nm-excitation.     

2018年7期 电子期刊

采用自蔓延燃烧法制备了不同镨掺杂浓度的12CaO·7Al₂O₃：Pr³⁺（C12A7：Pr³⁺） X射线影像存储荧光粉。在232 nm激发下,发现Pr³⁺掺杂摩尔分数为0.3%的荧光粉位于486 nm的蓝光发射峰呈现最大的发光强度。对C12A7：0.3% Pr³⁺样品进行真空热处理后,C12A7笼中的O^2-基团数量减少,同时类F⁺色心的空笼子的数量增多,导致陷阱数目增加和光激励发光强度增大。热释发光实验表明：C12A7：0.3% Pr³⁺样品中存在两个深陷阱,陷阱深度分别约为0.69 eV和0.80 eV;经过真空热处理后的C12A7：0.3% Pr³⁺荧光粉,陷阱深度变深,陷阱数目增多,光存储性能变好。当吸收的X射线剂量为5.2 Gy时,可以实现分辨率较高的X射线成像。实验结果表明,镨掺杂C12A7荧光粉在计算机X射线摄影领域有潜在的应用前景。     

YAG粉末材料中Cr3+敏化的Yb3+近红外发光性质

采用高温固相反应法合成了YAG: 0.02Cr³⁺,yYb³⁺系列粉末材料,研究了该系列材料在近红外区域的发光特性,主要包括Cr³⁺,Yb³⁺的发光性质、Cr³⁺: ⁴T₂和Yb³⁺: ²F_5/2能级辐射跃迁寿命以及其布居时间的比较,给出了Yb³⁺最佳掺杂量为10%。实验表明:通过Cr³⁺→Yb³⁺能量传递,实现了Yb³⁺在1 000 nm附近近红外发光的增强,这对进一步提高c-Si太阳能电池转换效率打下了坚实基础。     

核壳纳米结构壳中Yb离子对稀土上转换发光温度特性的影响

采用油酸盐法分别制备出均匀的上转换发光裸核纳米粒子及其包覆具有不同Yb³⁺浓度掺杂的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺核壳纳米结构的上转换纳米粒子。在不同温度下(90~450 K),研究分析了在壳中掺杂不同浓度Yb³⁺的NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺@NaYF₄:x%Yb³⁺核壳纳米体系的上转换发光特性。结果表明:在NaYF₄:Yb³⁺,Er³⁺上转换体系中,惰性壳中的525 nm(²H_11/2 →⁴I_15/2)发射峰呈现出与活性壳中不一样的趋势。壳层中掺杂的Yb³⁺通过声子对纳米粒子内部发光与表面及外界之间的相互作用起到了重要的"桥"连作用。