Ca_3SiO_5∶Eu~(2+)材料光谱特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca3SiO5∶Eu^2＋发光材料。测量了材料的激发与发射光谱,结果显示,材料的发射光谱为一峰值位于505 nm处的不对称的宽带谱;监测505 nm发射峰,所得材料的激发光谱为一双峰宽谱,峰值为374和397 nm。研究了合成条件对Ca3SiO5∶Eu^2＋材料发射光谱的影响,结果显示,随合成温度或合成时间或Eu^2＋浓度的增大,Ca3SiO5∶Eu^2＋材料发射光谱峰值强度均表现出先增大后减小的趋势,当合成温度为1 100℃、合成时间为4 h、Eu^2＋浓度为0.5 mol%时,Ca3SiO5∶Eu^2＋材料发射光谱峰值强度最大。     

从Eu^3＋发散光谱获得J—O参数Ω2、Ω4

测量了Eu^3 掺杂的PbF2和H3BO3不同配比玻璃材料的吸收光谱、发射光谱及激发光谱，计算了各不同配比样品的折射率。根据稀土离子Eu^3 光学跃迁矩阵元的特点，从发射光谱获得了Eu^3 光学跃迁的J－O参数Ω2和Ω4,并研究了Ω2和Ω4对xPbF2-(79.5-x)H3BO3-0.5Eu2O5玻璃体系组分的依赖关系，提出了用Eu^3＋离子作为玻璃材料微观环境 探针，并通过实验证实了其可行性。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。用X射线衍射仪（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明，改变甘氨酸与稀土离子的比例（G／M）、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。在退火温度为800℃，G／M等于0．83和1．0时，均得到了纯立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶，随着G／M的增加，Gd2O3：Eu^3＋从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大，晶粒尺寸在10-30nm之间。立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶主发射峰位置在612nm（^5D^0→^7F2跃迁），激发光谱中电荷迁移态发生了红移。     

Eu,Dy共掺铝硼硅酸盐的长余辉发光玻璃

选择铝硼硅酸盐玻璃体系,高温熔融法制备了Eu,Dy掺杂的铝硼硅酸盐基质透明的玻璃,并对其进行了激发光谱和发射光谱的表征分析。实验结果表明：在空气气氛条件下制备的Eu^3＋,Dy^3＋掺杂的铝硼硅酸盐基质玻璃样品并不具备长余辉发光特性;而经过还原气氛处理后,Eu离子以二价形式存在,样品具有长余辉发光现象。其激发光谱是位于250-450nm的宽带谱,发光光谱峰值位于462nm处。     

纳米晶Y2O3：Eu3＋的合成及其光谱性质研究

本文报道了草酸作为沉淀剂并添加表面活性剂合成了纳米晶Y2O3：Eu^3 的方法,其一次粒径为15－109nm。对样品的激发光谱、发射光谱及色坐标的测定结果表明：与微米晶比较该纳米晶的发射光谱发生蓝移,激发光谱未见明显变化,猝灭浓度明显提高。荧光粉色坐标x=0.6479,y=0.3442,研究发现了发光亮度随团聚尺寸增大而增强。     

CaO-B2O3-SiO2：Eu^2＋玻璃的合成及荧光光谱分析研究

在还原气氛中合成了CaO-B2O3-SiO2：Eu^2＋玻璃体系,研究了该玻璃体系中Eu^2＋的激发光谱和发射光谱,并归属了其相应的跃迁发射。研究了掺杂Eu^2＋浓度对其发光强度的影响,结果表明,Eu^2＋掺杂量在0.20%时发光强度达到最大值,在该玻璃体系中没有观察到浓度猝灭现象。研究了合成条件与Eu离子在玻璃中发光性质的关系,说明还原能力H2〉CO〉空气,空气几乎不具备还原能力。研究了玻璃中Eu^2＋的电子自旋共振谱（ESR）性质,证实了玻璃体系中Eu^2＋的存在,得到了玻璃体系中Eu^2＋的能级图。     

不同介质里Gd2O3：Eu^3＋纳米晶中Eu^3＋的自发辐射

对不同介质包围的Gd2O3：Eu^3＋纳米颗粒的发光性质进行了研究。从发射光谱观察到Eu^3＋的4f组态内跃迁峰位受周围介质的影响不大。Gd2O3纳米颗粒中Eu^3＋的^5D0的自发发射寿命受周围介质的局域场影响很大,主要与介质的有效折射率和纳米颗粒的填充率有关。有两种模型可以描述自发辐射寿命与周围介质的相互作用：Onsanger-实腔模型与Lorentz虚腔模型。本实验结果表明,实腔模型比较合理,而虚腔模型与实验数据偏差较大。     

MCeO3：Eu^3＋（M=Sr，Ba）的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的MCeO3（M=Sr，Ba）发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示，Eu^3＋离子容易替代MCeO3晶格中M^2＋离子的位置。荧光光谱测试结果表明，Eu^3＋掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带，峰值分别位于311和320nm左右，它们属于Ce^4＋-O^2-的电荷迁移带，SrCeO3和BaCeO3基质与Eu^3＋离子之间存在着能量转移。在MCeO3：Eu^3＋样品中，Eu^3＋的发射主要来自于^5D0激发态能级，其中以磁偶极跃迁^5D0-^7F1发射强度为最大；此外样品中还存在着较高的^5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCe03：EU^3＋样品的发射强度远大于BaCeO3：EU^3＋样品。     

Eu3+和Tb3+掺杂的Y2SiO5体系发光特性研究

采用溶胶－凝胶法合成了Eu^3 和Tb^3掺杂的Y2SiO5基发光材料，通过测量它们的激发光谱和发射光谱，研究了它们的发光特性，探讨了材料中Tb^3和Eu^3 两种发光中心间的能量关系。结果表明，Eu^3＋在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为，Eu^3处于非反演对称中心格位；Tb^3在其中的发射为^5D4→^7FJ(J＝4－6）跃迁发射。当Eu^3和Tb^3共存于Y2SiO5基质中时Eu^3的发射增强，Tb^3的发射减弱，存在Tb^3→Eu^3能量传递，Tb^3对Eu^3具有敏化作用。     

Na2SrSiO4：Ce^3＋,Tb^3＋,Yb^3＋的制备及近红外量子剪裁发光性质

采用高温固相法制备了新型N a2SrS iO4：C e3＋,Tb3＋,Yb3＋的近红外发光材料。对样品可见和近红外激发光谱、发射光谱及荧光寿命的研究表明,N a2SrS iO4：C e3＋,Tb3＋,Yb3＋中存在高效的Tb3＋→Yb3＋的量子剪裁下转换效应,下转换量子效率约为182.4%。Ce3＋的共掺大大提高了样品的紫外光吸收,显著敏化了样品的近红外发光效率。研究了Ce3＋,Tb3＋和Yb3＋掺入量对其发光性质的影响。结果表明,当Ce3＋的浓度为2%,Tb3＋的浓度为13%和Y b3＋的浓度为16%时,样品的近红外发光最强。     

Preparation and luminescence characteristics of Eu^2＋ activated silicate phosphor

This paper synthesizes the Sr2SiO4：Eu^2＋ phosphor by high temperature solid-state reaction. The emission spectrum of Sr2SiO4 ： Eu^2＋ shows two bands centred at 480 and 547 nm, which agree well with the calculation values of emission spectrum, and the location of yellow emission of Sr2SiO4 ： Eu^2＋ is influenced by the Eu^2＋ concentration. The excitation spectrum for 547 nm emission has two bands at 363 and 402 nm. The emission spectrum of white light emitting diodes （w-LEDs） based on Sr2SiO4 ： Eu^2＋ phosphor ＋ InGaN LED was investigated.     

新型红色荧光粉NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)的制备及发光性质研究

采用高温固相法合成具有余辉性能的发光材料NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)(x=0,0.5,1,1.5,2)。用X射线衍射(XRD)和荧光光谱对样品的晶体结构和发光特性进行表征。测试结果表明,在900℃下烧结8 h所合成的NaLa_(0.7)(MoO_4)_(2-x)(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)样品为纯相Na La(Mo O_4)_2,样品可被近紫外光393nm和蓝光462 nm有效激发,其发射主峰位于615 nm处,属于Eu3+的5D0-7F2跃迁。Na La_(0.7)(Mo O_4)_(2-x)-(WO_4)_x∶0.3Eu~(3+)的发光强度随着W6+浓度的增加而增大,当W6+掺杂量x=1时发光最强,而后随W6+掺杂浓度的增加出现浓度猝灭现象。通过计算得到样品在393 nm和462 nm激发下的色坐标,当W6+的掺杂量x=1时,样品的红光色纯度最好。     

La1.6(MoO4)3:Eu0.43+纳米晶合成及发光特性

采用燃烧法合成了La_1.6(MoO₄)₃:Eu_0.4³⁺纳米晶末,研究了其声子-掺杂-晶格相互作用和发光性质.X射线粉末衍射(XRD)分析表明,在500~900 ℃退火后,La_1.6(MoO₄)₃:Eu_0.4³⁺样品为单一晶相.对样品进行了光致发光(PL)测量,激发Mo⁶⁺-O^2-电荷迁移带,观察到Eu³⁺的系列发光,表明Mo⁶⁺-O^2-带和Eu³⁺间存在能量传递,中心波长分别在λ₁=469 nm和λ₂=426 nm处的两个one-phonon边带,相应的声子能量分别为767和1202 cm^-1,分别对应于 Mo=O 和Mo-O-Mo伸缩振动.同时,计算了两个局域模电子-声子耦合强度的黄昆因子分别为S₁=0.055和S₂=0.037,为揭示其三价离子高传导特性及其负热膨胀物理特性提供了实验基础.     

钨-硅基红色荧光粉的制备及其能量传递

通过溶胶-凝胶技术制备了以稀土离子Eu3＋为激活剂的硅基发光材料,并考察了Na2WO4的掺杂对体系发光性能的影响。主要通过研究三维荧光光谱,荧光激发光谱和发射光谱,分析探讨了Na2WO4的掺入对发光中心Eu3＋发光性质的影响,结果发现,三维荧光光谱高斯图像充分表明了Na2WO4的掺杂有效地提高了Eu3＋的5D0→7F2特征跃迁。用荧光激发光谱图和发射光谱图进一步详细的表征了基质和Eu3＋的f→f跃迁及其强度变化情况。通过能级图、位形坐标图和敏化过程示意图等理论对这个影响的原因进行了进一步的说明和探讨。结果表明,O→W的电荷迁移带吸收了大量的能量,并有效地将能量传递给Eu3＋,促使发光中心的发光强度增大。但由于Na2WO4的掺杂还增加了硅基质的能量吸收而使整体材料的发光效率下降。     

Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用传统高温熔融法合成了玻璃组成为B2O3-GeO2-15GdF3-(40-x)Gd2O3-xEu2O3(0≤x≤10)的Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃。在硼锗酸盐玻璃基质中,Gd2O3和GdF3稀土试剂的总含量高达55%,从而确保其密度高于6.4 g/cm^3。闪烁玻璃的光学性能通过光学透过光谱、光致发光光谱、X射线激发发射(XEL)光谱和荧光衰减曲线来表征。玻璃中Gd^3+→Eu^3+离子的能量传递通过激发光谱、发射光谱和Gd^3+-Eu^3+离子间距得到证明,同时也确定了在紫外线和X射线激发下Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的最佳浓度。Judd-Ofelt理论分析了玻璃中Eu―O键的共价性随Eu^3+掺杂浓度增加而显著增强。Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃在80~470 K温度范围内荧光衰减曲线和发射光谱的温度依赖关系最终证实了其具有较好的发光稳定性。     

Nd3+:NaLa(WO4)2晶体的生长和光学性质

用双坩埚法从高温溶液里生长出线度达7 mm的Nd3 : NaLa(WO4)2晶体.扫描电子显微镜的观察结果表明,虽然在晶体冷却过程中经历了两个相变,但相变并未造成晶体开裂;样品的X射线衍射花样可以看出,所得晶体为纯低温四方相的Nd3 :NaLa(WO4)2．在室温下对晶体的光吸收和光发射作了测量,发现晶体在804 nm有个半高宽达到23 nm的宽吸收峰．讨算出晶体在804 nm处的吸收截面为7．24×10-20 cm2,在1057 nm处的发射截面为6．54×10-20 cm2．     

Cr3+单掺杂及Eu3+/Cr3+共掺杂GdAlO3近红外长余辉发光纳米粒子的制备、微结构及光学特性

同时可作为磁共振成像造影剂与近红外余辉光学成像光学探针双功能的纳米粒子,在生物医学领域具有重要的应用价值。采用自蔓延燃烧法制备了不同掺杂浓度的GdAlO₃∶x%Cr3+及GdAlO₃∶1%Cr3+, y%Eu3+近红外长余辉发光纳米粒子。并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱及发光动力学分析等技术手段,较系统地研究了其微结构及光学特性。实验结果表明,Cr3+取代了GdAlO₃中的Al3+的格位,单掺样品的平均粒子尺寸约为202 nm。GdAlO₃∶x%Cr3+样品的激发谱显示,激发峰来源于Cr3+和Gd3+的跃迁;在583 nm的激发下,在650～750 nm近红外范围内,出现四个近红外光发射峰。其中,725 nm处的发射峰归属为禁戒跃迁2E到4A₂的零声子线, 700和750 nm处的发射峰则为声子边带的发射。在0.2%～2.0%的掺杂浓度范围内,随着Cr3+掺杂浓度的增加,这些发射峰的强度先增强后减弱,最优浓度为1%。而位于735 nm处的发射峰强度随Cr3+浓度增大而增大,其归属于Cr3+-Cr3+对的发光。同时,单掺样品可观察到位于725 nm的长余辉发光,其中GdAlO₃∶1%Cr3+纳米粒子的余辉时间最长,并超过30 s。在上述Cr3+最优浓度（1%）基础上,通过Eu3+取代GdAlO₃基质中Gd3+的格位,实现了Eu3+/Cr3+共掺杂。实验发现,在266 nm激发下,在红光区域范围内可观察到以位于614 nm处的发射为主的一系列发射峰。尤其,由于存在Eu3+到Cr3+的能量传递,在近红外区出现了位于725 nm处Cr3+的近红外发射峰。当Eu3+浓度为13%时,与Cr3+单掺杂样品相比,其样品的平均粒子尺寸虽然减小到167 nm,但在275 nm紫外光照射5 min停止后,发现共掺样品在位于725 nm处Cr3+的余辉发光强度明显增强。通过比较分析单掺和共掺样品的吸收和发射光谱及发光动力学的结果,验证了由于Eu3+到Cr3+的持续能量传递可引起较显著地近红外余辉发光增强的结论。同时,该研究为设计新型的近红外长余辉发光纳米材料提供了新的思路。     

白色荧光粉CaF2∶Yb3+/Eu3+/La3+的制备及其上转换发光特性

采用改进的两步高温固相熔融法制备了Yb^3+、Eu^3+、La^3+共掺杂CaF 2的上转换荧光粉。基于荧光猝灭原理,通过改变La^3+掺杂浓度来调节CaF 2∶Yb^3+/Eu^3+材料的发光性能,并在980 nm近红外光激发下,获得了该材料的白色上转换发光(UCL)。在该发光体系中,Yb^3+不仅起到了敏化Eu^3+的作用,同时,Yb^3+二聚体(Yb^3+-dimer)自身合作发出波长范围480~540 nm的绿色荧光。而白光三基色中的绿光正是来自Yb^3+二聚体的合作发光。Eu^3+则作为激活剂,同时发出红色和蓝色荧光。荧光寿命测试结果表明Yb^3+-dimer与Eu^3+之间存在有效的能量传递。值得注意的是,在980 nm激光激发下,1%La^3+掺杂的样品表现出最佳的红、绿、蓝三基色光比列,实现了材料的上转换白光发射,其色度坐标为(0.311,0.340)。     

掺Er^3＋离子Sr3Y2（BO3）4晶体光谱性能的研究

研究了提拉法生长的掺Er^3＋的Sr3Y2（BO3）4晶体的吸收光谱和荧光光谱。应用J—O理论分析并计算了光谱参数,得到唯象参数Ω2、Ω4和Ω6分别为11．90×10^-20cm^2、3．44×10^-20cm^2和1．92×10^-20cm^2。在Er^3＋：Sr3Y2（BO3）4晶体中,Er^3＋在1533nm波长的发射截面为1．00×10^-20cm^2,^4I13／2→^I15／2能级跃迁的荧光寿命和辐射寿命分别为0．58ms和4．10ms,良好的光谱性能表明Er^3＋：Sr3Y2（BO3）4晶体可能成为潜在的1．55μm波段的一种激光材料。     

氧化钇（铒,镱）的合成及上转换发光

采用均相沉淀,马弗炉煅烧的方法,合成了一系列Y2O3∶Er3＋,Yb3＋上转换发光材料.该类材料在波长为980 nm半导体激光器激发下发射出中心波长为564nm的绿色和662nm的红色上转换荧光,分别对应于Er3＋离子的4S3/2/2H11/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁.探讨了不同合成条件对其上转换发光强度和波长的影响,发现沉淀时的pH值,煅烧温度和沉淀中Er3＋、Yb3＋的相对浓度对其发光有显著影响.