SrHfO3：Ce纳米粉体与陶瓷的发光特性研究

采用共沉淀法制备了Sr0.99Ce0.01HfO3纳米粉体，采用常压烧结工艺制备了Sr0.99Ce0.01HfO3陶瓷材料，烧结温度和烧结时间分别为1600℃和4h。采用XRD，SEM，TEM等手段表征了粉体和陶瓷样品，讨论了材料的激发光谱和发射光谱。Sr0.99Ce0.01HfO3纳米粉体的激发光谱由2个激发峰构成，峰值分别位于216和309nm；220nm激发的粉体的发射光谱主要由两个发光谱带组成，其峰值分别是398和467nm，分别对应5d→^2F，2和5d→^2F7/2发光跃迁。而309nm激发的粉体的发射光谱只有一个宽带发射峰，峰值位于392nm。Sr0.99Ce0.01HfO3陶瓷样品的激发光谱由一个宽带激发峰构成，峰值位于312nm；发射光谱由一个宽带发射峰构成，峰值位于402nm。     

固相反应法制备BaHfO3∶Ce纳米粒子及发光特性

通过固相反应法合成了BaHfO3:Ce纳米粒子.采用XRD、SEM等手段分析了粉体合成过程的物相变化及形貌特性:用荧光光度计分析了样品的激发和发射光谱.结果表明:混合粉体经1000℃煅烧2 h,合成出近似球形、分散性良好的BaHfO3:Ce纳米粒子.一次粒径约30 nm.掺杂少量Ce3+离子能引起基质BaHfO3的晶格畸变,并未改变立方晶系结构.BaHfO3:Ce样品的激发光谱由2个激发峰构成,峰值分别位于396和446nm处.396 nm波长激发的发射光谱主要由2个发光谱带组成,其峰值分别位于531和591 nm波长处,发光机制对应Ce3+的5d→2F5/2和5→2F7/2能级跃迁.用446 nm波长激发时,只有一个宽带发射峰,峰值位于593 nm处,而530 nm附近的峰已趋于平缓.当掺杂Ce3+u的物质的量分数为0.9%时,发射峰值达到最大;当Ce3+含量为1.1%时,导致发射峰值强度降低,这是由于Ce3+的浓度猝灭产生的.     

Li2SrSiO4:Ce3+,Tb3+荧光粉的发光特性及Ce3+→Tb3+的能量传递

用固相反应法合成了具有单相的Li2EuSiO4结构的Li2Sr1-x-ySiO4:xCe3+,yTb3+系列样品。荧光光谱研究表明,Li2SrSiO4:Ce3+发射很强的蓝光,最强的激发峰位于360 nm;而Li2SrSiO4:Tb3+发射很强的绿光,最强的激发激发峰位于243 nm,但在350～410 nm的激发非常微弱。在Ce3+,Tb3+共掺杂的样品Li2Sr0.99-ySiO4:0.01Ce3+,yTb3+中,观察到Ce3+对Tb3+的共振能量传递。由于Ce3+对Tb3+能量传递,Tb3+的激发光谱中出现360 nm附近的宽激发峰。控制Tb3+/Ce3+掺杂浓度比可以实现绿蓝双基色的调制。这种双基色的荧光粉有望在紫外激发的白光LED中获得应用。     

新型长余辉发光材料SrMgSi2O6:Eu2+,Ln3+的制备及性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土离子掺杂的Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Ln0.043+(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Dy)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的SrMgSi2O6:Eu2+,La3+的晶体结构均为网方品系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于400 nm处,次激发峰佗于415 nm处,发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470 nm附近,是典型的Eu2+的4F5d_4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度及余辉性质有所差别,其中Dy3+是最理想的共掺杂稀土离子,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+Dy0.043+的余辉时间最长,可达4 h;而Sm3+最差,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Sm0.043+的余辉亮度最低,余辉时间最短.     

La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La2CaB10O19∶Ce3+在VUV-Vis范围的光谱, 发现Ce3+在La2CaB10O19中共有两种格位, 分别取代了十配位的La3+和八配位的Ca2+, 从而发射光谱中没有出现特征的双峰, 而出现了峰值约位于307, 330和356 nm的3个发射峰.由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂, 激发光谱中位于194, 224, 243, 260, 274和318 nm的峰是由两个格位的Ce3+的f-d跃迁引起的.Ce3+占据两个格位, 可以通过以Eu3+为荧光探针的发射光谱中出现的两个5D0-7F0跃迁得到验证.峰值位于162 nm的激发谱带是基质吸收带, 与基质禁带宽度相对应.通过计算, 不排除其中包含O2-→Ce3+的电荷迁移带的可能性.     

Sr2SiO4:Eu3+发光材料的制备及其光谱特性

采用溶胶-凝胶法制备了Sr2SiO4:Eu3+发光材料. 测量了Sr2SiO4:Eu3+材料的激发与发射光谱, 发射光谱主峰位于618 nm处;监测618 nm发射峰时, 所得激发光谱主峰分别为320、397、464 和518 nm. 研究了Sr2SiO4:Eu3+材料在618 nm的主发射峰强度随Eu3+浓度的变化情况. 结果显示, 随Eu3+浓度的增大, 发射峰强度先增大; 当Eu3+浓度为7%时(x), 峰值强度最大; 而后随Eu3+浓度的增大, 峰值强度减小. 在Eu3+浓度为7%的情况下, 研究了电荷补偿剂Li+的掺杂浓度(x(Li+))对Sr2SiO4:Eu3+材料发射光谱强度的影响. 结果显示, 随x(Li+)的增大, 材料发射光谱强度先增大后减小, 当x(Li+)为8%时, 峰值强度最大.     

KZnF3∶Ce，Tb的溶剂热合成及光谱性质

采用溶剂热法合成了Ce3+,Tb3+单掺和双掺KZnF3发光粉。分析了样品的结构与形貌。结果表明,所合成的样品均为单相,颗粒粒度分布均匀。讨论了它们的光谱特性。研究发现,在KZnF3∶Ce3+激发光谱中激发带劈裂成2个带峰,最大发光中心分别位于263 nm(主峰)和246 nm,而在发射光谱中只观察到1个带状发射峰,最大发射中心位于330 nm。在KZnF3∶Tb3+激发光谱中存在较强的基质激发峰,而在发射光谱中,发现Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁。在KZnF3双掺体系中,Tb3+的发光强度随Ce3+的浓度增加而增强,存在Ce3+→Tb3+能量传递,尤其是Tb3+的5D4→7F5跃迁发射显著增强,有望成为一种有发展前途的绿色荧光材料。     

Ce3+激活的LiSrBO3材料发光特性及晶体学格位研究

采用固相法制备了蓝白色LiSrBO3∶Ce3+材料. 测得LiSrBO3∶Ce3+材料的发射光谱为一个主峰位于436 nm的非对称单峰宽谱; 监测436 nm发射峰时所得材料的激发光谱为一个主峰位于369 nm的宽谱. 利用Van Uitert公式计算了Ce3+取代LiSrBO3中Sr时所占晶体学格位, 得出433 nm发射带归属于九配位的Ce3+发射, 469 nm发射带起源于八配位的Ce3+发射. 研究了Ce3+浓度对LiSrBO3∶Ce3+材料发光强度的影响, 研究结果显示, 随着Ce3+浓度的增大, 发光强度呈现先增大后减小的趋势, 在Ce3+摩尔分数为3%时到达峰值, 根据Dexter理论, 其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用. 引入Li+, Na+和K+作为电荷补偿剂时发现, LiSrBO3∶Ce3+材料的发射光谱强度均得到了明显的增强. 利用InGaN管芯(370 nm)激发LiSrBO3∶Ce3+材料时, 获得了很好的蓝白光发射, 色坐标为(x=0.289, y=0.293).     

Ce3+离子激活的Sr5( BO3)3F荧光材料VUV-Vis发光性质

利用高温固相法合成了一系列Ce3+掺杂的Sr-2xCexNax(BO3)3F (x=0.01,0.03,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35)荧光粉.用XRD表征了荧光粉的相纯度.测定了材料在真空紫外-紫外(VUV-UV)范围的激发光谱和VUV-UV光激发下的发射光谱.研究结果显示:Sr5 (BO3)3F的基质吸收峰位置大约在150 ～ 190 nm范围,与Xe基稀有气体混合物等离子体发射波长吻合,适于用作PDP和无汞荧光灯用荧光粉的基质材料.从VUV-UV激发和发射光谱来分析,Ce3+在Sr5( BO3)3F中是占据了Sr(1)和Sr(2)格位,当Ce3+的掺杂浓度较低时,进入Sr(2)格位Ce3+的发光(～390 nm)较强,随着Ce3+的掺杂浓度增加,较低能量Sr(1)格位上Ce3+的发射(～450 nm)增强,因而在同一波长激发下,发射光谱随着掺杂浓度增加发生明显的红移现象,荧光体的发光颜色由蓝紫光(390 nm)向蓝绿光(453 nm)变化.     

La2CaBl0O19：Ce3＋在VUV-Vis范围的发光性质研究

通过研究La2CaB10O19:Ce3 在VUV-Vis范围的光谱，发现Ce3 在La2CaBl0O19中共有两种格位．分别取代了十配位的La3 和八配位的Ca2 ．从而发射光谱中没有出现特征的双峰。而出现了峰值约位于307．330和356nm的3个发射峰．由于在低对称性晶体场中d轨道的分裂．激发光谱中位于194，224,243,260,274和318nm的峰是由两个格位的Ce3 的f-d跃迁引起的．Ce^3 占据两个格位．可以通过以Eu3 为荧光探针的发射光谱中出现的两个5Do-7Fo跃迁得到验证．峰值位于162nm的激发谱带是基质吸收带．与基质禁带宽度相对应．通过计算．不排除其中包含O2-→Ce3 的电荷迁移带的可能性．     

Sr~(2+(置换对Eu~(2+)掺杂钙长石晶体结构和光谱特性的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Ca0.955-xSrxAl2Si2O8:Eu2+(x=0~0.9)系列荧光粉,研究了Sr2+置换Ca2+对晶体结构和光谱特性的影响。Sr2+进入CaAl2Si2O8晶格与Ca2+发生类质同相替代形成连续固溶体,物相从CaAl2Si2O8相(Triclinic,P1)逐渐转换为SrAl2Si2O8相(Monoclinic,I2/c),晶胞参数a,b,c和晶胞体积都随Sr2+置换量呈线性增加,α,β和γ在置换量为0.1~0.7区间缓慢减小,超过0.7后呈线性急剧减小。位于250~410 nm区间的宽带激发光谱由4个激发峰构成,表观峰值位于356 nm。Eu2+占据两种格位形成两个发光中心,分别产生430和468 nm发射,宽带发射光谱位于390~550 nm区间,呈现近白色发光。控制Sr2+含量可使表观发射峰位置在408~434 nm之间移动,强度随Sr2+含量增加而增强。     

近紫外LED激发荧光粉Ba0.11Sr2.89-2xCexNaxAlO4F发光特性

采用高温固相法反应制备Ba0.11Sr2.89-2x Ce x Na x AlO4F(x=0.01,0.02,0.05,0.07,0.10,0.15)荧光粉。Ba0.11Sr2.89AlO4F体系中存在Sr(1)2+和Sr2+(2)两个格位。Sr2+(1)离子位于Wyck.4a格位,为十配位多面体构型。Sr2+(2)离子位于Wyck.8h格位,为八配位的多面体构型。研究了Ba0.11Sr2.89-2x Ce x Na x AlO4F荧光粉的紫外-可见激发、发射光谱、荧光寿命及能量传递过程,讨论并指认了Ce3+在上述两个格位中的激发带位置及能级重心,发射光谱曲线分别由两个~463,~505和~550 nm宽带发射构成。随着Ce3+浓度增加,长波发射~550 nm逐渐增强,而色品坐标(x=0.199,y=0.351)蓝绿区逐渐变化到黄绿区域(x=0.389,y=0.489)。     

白光LED用Ce:YAG单晶的光学性能与掺杂浓度分析

采用提拉法生长Ce∶YAG单晶,通过X射线衍射和激发发射光谱对其晶相结构和光谱特性进行了表征,研究了Ce∶YAG单晶封装白光LED的最佳掺杂浓度.在455 nm蓝光激发下,Ce∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526 nm(5d12E gГ8g→4f12F7/2Г8u)的宽发射带(500~650 nm)组成;激发光谱由343 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ7g)和466 nm(4f12F5/2Г7u→5d1 2E gГ8g)2个激发峰组成;Stokes位移为2448 cm-1,Huang-Rhys因子为6.12.研究结果表明,Ce∶YAG单晶中Ce离子掺杂浓度与封装的白光LED之间有对应关系,在650 nm红粉调节下Ce离子最佳掺杂浓度范围为0.034~0.066.     

超细Sr_2CeO_4粉体微乳液鄄高温法制备条件的正交试验及其发光性能研究

本文首先利用正交试验确定了微乳液鄄高温法合成蓝色发光Sr2CeO4超细粉体的最佳制备条件。接着研究了最佳条件下制备的Sr2CeO4超细粉体的性能。场发射扫描电镜(FE鄄SEM)显示,在850℃、900℃、1000℃或者更高温度下退火4h制备的粉体的形状分别呈球状、梭状和球状,平均粒径分别在100nm左右和1μm以内。X射线粉末衍射数据分析表明,该超细粉体属于正交晶系。室温下的光致发光光谱显示,该粉体的激发光谱有3个激发峰,主峰分别位于262nm、281nm和341nm,而其发射光谱只呈现出1个发射峰,主峰位于约470nm。与高温固相制备方法相比,微乳液鄄高温法可以在较低温度下制备出超细的粉体,而且它不但在262nm处出现了一个新的激发峰,主激发峰和发射峰的位置也分别蓝移了大约30nm和12nm。     

新型单基质白光荧光粉Sr3La1-x（PO4）3:xDy3+制备及发光性能

采用高温固相法合成了Sr3La1-x(PO4)3:xDy3+荧光粉,并对其结构和发光特性进行了研究。样品发射光谱呈多峰发射,主峰位于482,576和666 nm,分别对应Dy3+的4F9/2→6H15/2,4F9/2→6H13/2和4F9/2→6H11/2特征跃迁。监测不同发射峰,激发光谱峰位置不变,主激发峰位于348,362和385 nm,可以被InGaN管芯有效激发。分析了Dy3+掺杂浓度对样品发光强度的影响,确定Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为10%。根据Dexter理论分析其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。不同Dy3+掺杂浓度样品发射光谱的色坐标均在白光区域内。     

一种可用于白光LED的硅酸盐红光荧光粉发光特性的研究

采用固相合成法制备了成分为M1-xSiO3:xEu3+(M=Mg,Ca,Sr,Ba)的红光荧光粉.测量了它们的激发光谱和发射光谱.它们均发射红光,可用于近紫外和蓝光LED芯片,与其他荧光粉一起封装白光LED 以调节显示指数和色温等参数.BaSiO3:Eu3+在室温下发射的主峰波长是613 nm的红光,激发峰值在393和464 nm,可用于调节基于近紫外或者蓝光芯片的白光LED的显色指数.用高斯曲线对它的发射光谱进行了拟合,分析了它的能级跃迁的情况.结果发现,BaSiO3:Eu3+的发射峰是由5D0→7F0(583.04 nm),5D0→7F1(592 nm),5D0→7F2(612.15和620.79 nm),5D0→7F3(650.55 nm)和5D0→7F4(688.5和701.5 nm)跃迁得到的.用两个高斯函数拟合5D0→7F2和5D0→47的发射峰可以得到更合理的结果,并且5D0→70和5D0→7F1这两个能级跃迁的发射峰叠加在一起只能观察到一个峰值.     

Nd3+，La3+共掺杂氧化钇透明陶瓷的制备及其性能

采用氨水共沉淀法制备出 Nd3+,La3+共掺杂氧化钇粉体.将粉体在1 700 ℃真空条件下烧结4h成功制备出高质量的Nd3+,La3+共掺杂氧化钇透明陶瓷.对粉体和透明陶瓷样品的显微结构、光谱特性等用XRD、SEM、UV-Vis、FL等手段进行了表征和研究.结果表明:Nd3+和La3+均匀地溶解于氧化钇晶格之中,从而使氧化钇原有晶格常数变大,有序度下降.1100 ℃煅烧后粉体颗粒大小均匀,近似球形,粒径约60 nm,粉体具有Nd3+特有的荧光发射光谱特性.烧结后,透明陶瓷晶粒均匀,粒径约22.2 μm,晶粒内和晶界处都未见气孔存在:样品(厚度为2 mm)对800 nm光的透过率高达76%;主吸收峰位于821 nm处,吸收峰半高宽为5 nm.4F3/2→4I11/2这组发射跃迁的强度最大,荧光发射主峰位于1078 nm处,适合于作为激光透明陶瓷应用.     

Ce,Mn∶YAG单晶的生长及光学性能

采用提拉法生长了白光发光二极管(LED)用Ce,Mn∶YAG单晶,通过X射线衍射(XRD)测试、X射线吸收精细结构(XAFS)测试、吸收光谱和激发发射光谱对其晶相结构、掺杂Mn的价态和光谱特性进行了表征,并研究了晶片厚度及驱动电流的变化对LED器件光电性能的影响.在460 nm蓝光的激发下,Ce,Mn∶YAG单晶的发射光谱可由中心波长526和566 nm的宽带发射峰复合而成.XAFS测试结果表明,所得单晶中掺杂Mn的价态以正二价为主.由于Ce3+和Mn2+在YAG单晶中存在能量传递,荧光光谱中566 nm处的橙色发射峰对应于Mn2+离子4T1→6A1能级的辐射跃迁.     

KMgF3∶Ce3+，Eu2+的溶剂热合成与光谱性质

采用溶剂热法合成了Eu2 ,Ce3 单掺和双掺KMgF3.分析了样品的结构与形貌.结果表明,所合成的样品均为单相,颗粒粒度分布集中.测定了它们的激发和发射光谱,结果显示:在单掺Eu2 的KMgF3中,没有观察到位于420nm附近由微量氧色心引起的宽带发射,只发现峰值位于360 nm附近的锐峰线发射,说明溶剂热合成的KMgF3:Eu中氧含量极低;在KMgF3双掺体系中由于Eu2 和Ce3 争吸收激发能,Eu2 把能量传递给Ce3 ,存在Eu2 -Ce3 能量传递过程.观察到Ce3 的较强的发射带和Eu2 的较弱的线发射,并讨论了能量传递机理.     

新型WLED荧光粉Ca2MgSi2O7:Ce3+,Eu2+的能量传递和光色研究

用高温固相法制备了 Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2,并研究其发光特性.Ce3+的发射带峰值位于410 nm,对应于Ce3+的5d→4f跃迁;Eu2+的发射带峰值位于530 nm,对应于Eu2+的5d→4f跃迁.双掺样品的发射光谱表明两种离子间存在高效的电偶极-电偶极能量传递.当Ce3+和Eu2浓度分别为2％和0.125％时,样品发射光谱(λex=360 nm)色坐标为(0.221,0.312),落在白光区.以上研究说明Ca2 MgSi2O7:Ce3+,Eu2+是一种适用于近紫外芯片的新型WLED荧光粉,其光色可调谐.