发光颜色可调的硅酸盐长余辉发光材料 Ba4(Si3O8)2∶Eu2+,Ce3+,Dy3+

在还原气氛下利用高温固相法制备了Ba_3.982-x(Si₃O₈)₂∶0.008Eu²⁺,xCe³⁺,0.01Dy³⁺系列样品。光谱分析表明,Ce³⁺进入到晶格中将取代不同Ba²⁺格位从而形成不同的发光中心。通过Ce³⁺→Eu²⁺的能量传递,得到了一系列发光颜色可调、余辉颜色为绿色的长余辉发光材料。Ce³⁺的掺入可以增大样品的余辉强度但是同时缩短了样品的余辉时间。热释光谱的分析表明,Ce³⁺的掺入可以同时增加浅陷阱T₁和深陷阱T₃的数量,深陷阱对载流子的再捕获效应导致了样品余辉强度的增大和余辉时间的缩短。     

长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(0.2%),Dy³⁺(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu²⁺:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy³⁺:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu²⁺的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu³⁺的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu²⁺充当空穴陷阱的可能性。     

Ce3+离子激活的SrB4O7的VUV光谱

Ce³⁺只有一个4f电子,具有最简单的4f¹5d⁰基态结构,其激发光谱直接反映了5d轨道的能量状态。由于同一基质晶格相同格位上不同稀土离子受基质晶体场影响相近,所以根据Ce³⁺离子的光谱可以推测和分析其他稀土离子的5d轨道能量,是研究其他稀土离子f-d跃迁的基础。采用高温固相法合成了Ce³⁺离子激活的SrB₄O₇发光体,测定了样品在130~350nm波长范围的激发光谱和相应的发射光谱。指认了VUV激发光谱上Ce³⁺离子的5个4f¹→4f⁰5d¹跃迁激发带,讨论了SrB₄O₇的基质吸收带和Ce³⁺的5d轨道在SrB₄O₇中的晶体场劈裂、5d轨道能级重心及SrB₄O₇:Ce³⁺的发射光谱和Stokes位移。     

白光LED用Ce3+/Sm3+共掺玻璃和微晶玻璃的发光特性及能量传递研究

采用高温熔融法制备了一系列Ce³⁺/Sm³⁺共掺透明微晶玻璃,并研究了其发光特性。在微晶玻璃中Ce³⁺呈现出基于4f-5d跃迁的较强的宽带蓝光发射,通过调节Ce³⁺/Sm³⁺离子的掺杂浓度,Ce³⁺/Sm³⁺离子共掺微晶玻璃发光的色度逐渐发生变化,当CeO₂/Sm₂O₃掺杂的量比为1:1时,制得的微晶玻璃发光色坐标为(0.315, 0.296)。通过光谱和荧光衰减曲线,研究了Ce³⁺离子到Sm³⁺离子的能量传递,在SAZKNGC_0.6S_0.6微晶玻璃中,Ce³⁺离子向Sm³⁺离子传递能量效率约为20%。结果表明,Ce³⁺/Sm³⁺共掺微晶玻璃是白光LED的一种潜在基质材料。     

单一基质双光色Ba10-x(PO4)4(SiO4)2:xEu2+荧光粉的两步法制备与光谱调控

采用两步法成功合成了单一基质双光色Ba_10-x（PO₄）₄（SiO₄）₂：xEu²⁺荧光粉,研究了稀土离子占据不同的晶格格位对荧光粉光谱特性的影响。结果表明：两步法合成的荧光粉发射光谱由414 nm的蓝光波带和504 nm绿光波带两种光色组成,而传统的高温固相法制备的荧光粉只有504 nm处的绿光发射。荧光粉发光性能与Eu²⁺离子在磷灰石晶体结构中占据的晶格位置关系十分密切。两步法荧光粉双光色的形成主要是由于在第一步氧化气氛合成过程中Eu³⁺离子取代了基质结构中的Ba_Ⅰ和Ba_Ⅱ两个格位的Ba²⁺离子;在第二步还原过程结束后,Eu²⁺离子仍然占据着两种格位,从而形成了两种具有不同配位环境的发光中心。此外,双发射峰的相对强度能够通过Eu²⁺离子对Ba_Ⅰ格位的取代率而调节,进而实现光谱的调变。     

Eu3+掺杂的Sr2CeO4发光材料的光致发光研究

利用高温固相反应法制备了Eu³⁺掺杂的Sr₂CeO₄样品,并对其吸附水前后的光谱特性进行了研究.结果发现,对于刚制备的Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2样品, 在Ce⁴⁺—O^2-的电荷迁移激发中,只有强激发带(～35700cm^-1)与Eu³⁺离子间存在能量传递,而弱激发带 (～29400cm^-1)只是引起Ce⁴⁺—O^2-的电荷迁移发射;在Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2样品吸附水后,Eu³⁺的线状吸收跃迁强度显著增加, Ce⁴⁺—O^2-两个激发带均向Eu³⁺离子传递能量. Ce⁴⁺—O^2-强激发带通过交换作用向Eu³⁺离子传递能量,而弱激发带与Eu³⁺离子间的能量传递机理是非辐射多极子近场力的相互作用. 关键词： 2-xEu_xCeO_4+x/2')" href="#">Sr_2-xEu_xCeO_4+x/2 发光性质 能量传递 吸附水     

LiMAlF6(M=Ca,Sr)基质中Ce3+、Eu3+、Tb3+的光谱研究

合成了Ce³⁺、Eu³⁺、Tb³⁺激活的LiMAlF₆(M=Ca,Sr)磷光体,研究了它们的光谱特性.观察到稀土离子在LiCaAlF₆和LiSrAlF₆中的光谱十分相似.这与它们所处的晶场环境相同有关.发现Ce³⁺在此基质中有较弱的330nm发射,这一Ce³⁺的发光中心可用于作为材料质量的评价.     

Eu2+在磷酸镧中的发光及Ce3+→Eu2+的能量传递

采用高温固相反应合成了LaPO₄:Eu²⁺和LaPO₄:Ce³⁺,Eu²⁺样品,报道了Eu²⁺在LaPO₄中的发光性质和Ce³⁺→Eu²⁺的能量传递现象。文中探讨了Ce³⁺→Eu²⁺的能量传递机理,根据Dexter电多极相互作用的理论证明其为偶极子偶极子相互作用的共振能量传递。     

Y2O3:Eu纳米晶中能量传递相互作用的研究

通过浓度猝灭曲线确定了引起Y₂O₃纳米晶中Eu³⁺发光浓度猝灭的是交换相互作用.测量了两种颗粒尺寸下Eu³⁺的⁵D₀—⁷F₂跃迁发光衰减曲线随掺杂浓度的变化,利用交换相互作用的理论衰减曲线对实验衰减曲线进行拟合.计算Eu³⁺离子的交换相互作用能量传递的效率,分析了Y₂O_{3关键词： 能量传递 2}O₃Eu纳米晶')" href="#">Y₂O₃Eu纳米晶 发光衰减     

长波紫外激发下的三基色发光玻璃

报道了一种新的可用长波紫外有效激发的三基色发光玻璃.这种三基色荧光玻璃样品是在相同硅硼酸盐基质中掺杂Ce³⁺/Mn²⁺, Ce³⁺/Tb³⁺以及Eu²⁺并采用熔融法制备出的.其中Mn²⁺,Tb³⁺,Eu²⁺作为激活离子,Ce³⁺作为敏化剂向激活离子提供能量.由于敏化剂的加入使这种三基色发光玻璃在长波紫外激发下获 关键词： 三基色发光 能量传递 长波紫外 发光玻璃     

Sr3B2O6：Eu3+,Li+荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法合成Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺红色荧光粉,考察了激活剂Eu³⁺和电荷补偿剂Li⁺浓度对Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺荧光粉发光性能的影响。结果表明：适量掺杂Eu³⁺、Li⁺离子并不改变Sr₃B₂O₆的结构。当Eu³⁺掺杂量为4%、Li⁺的掺杂量为8%时,在900 ℃下灼烧2 h可以得到发光性能最佳的Sr_2.9B₂O₆：0.04Eu³⁺,0.08Li⁺红色荧光粉。以394 nm的近紫外光激发时,Sr₃B₂O₆：Eu³⁺,Li⁺荧光粉发射出红光,对应于Eu³⁺的4f-4f 跃迁,其中以614 nm附近的⁵D₀→⁷F₂跃迁发光最强,是一种有潜力用于白光LED的红色荧光粉。     

掺稀土离子的电子俘获材料

可利用不等价离子取代法或高能射线辐照法制备电子俘获材料,如长余辉发光材料znO-SiO₂-B₂O₃-MnO、CaS:Eu²⁺,Tm³⁺、CaGa₂S₄:Eu²⁺,Ho³⁺和固体剂量材料Zn_0.96(BO₂)₂:0.04Tb,Sr_0.93Dy_0.07B₄O₇等.利用俘获在缺陷中的电子-空穴对的复合,并把能量传递给Eu²⁺或Mn²⁺等激活离子而产生长余辉发光或热释光.它们将在弱光照明与显示,信息存储和辐射治疗与探测、监控等方面获得应用.     

铈铕共掺高钆氧化物玻璃的发光性能及能量传递效应

在还原气氛下, 采用高温熔融法制备了Eu²⁺/Ce³⁺共掺的高钆氧化物玻璃. 荧光性能测试显示, Ce³⁺能够有效地敏化Eu²⁺的发光, 使Eu²⁺的发光强度增强了2.3倍; 测试对比了Ce³⁺ 发光的荧光寿命随Eu²⁺的掺入前后的变化情况, 计算得出Ce³⁺→Eu²⁺ 的能量传递效率可达61.5%, 并进一步探讨了其能量传递机理. 研究表明: 在高钆氧化物玻璃中, 采用Eu²⁺ 和Ce³⁺ 共掺的方法可有效地增强Eu²⁺ 的发光性能和闪烁性能. 关键词： 发光玻璃 能量传递 荧光寿命     

稀土离子Ce,Tb掺杂硼磷酸锶荧光粉的发光性质

采用高温固相法合成了2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅:RE³⁺(RE=Ce,Tb)荧光粉。研究了其中Ce³⁺,Tb³⁺的光谱性质,Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂时的能量传递效率,以及Ce³⁺和Tb³⁺的动力学过程。发现在共掺杂的样品中,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅绿色发射比Tb³⁺单掺杂样品中的绿色发射有显著的提高。当Tb³⁺的含量从1%增加到8%时,Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递效率逐渐增加至70%。通过动力学研究,在Ce³⁺和Tb³⁺共掺杂的样品中,提高Tb³⁺的浓度,Ce³⁺的寿命减小。此外,Ce³⁺离子寿命的倒数与Tb³⁺的浓度之间很好地符合线性函数关系,经过拟合Ce³⁺离子的电子跃迁速率和Ce³⁺→Tb³⁺的能量传递速率分别为5.1×10^-2和1.34ns^-1·mol^-1。Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅跃迁的衰减曲线很好地遵守指数式衰减,并且随着Ce³⁺的掺杂浓度提高,Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₅寿命增加。结果表明在共掺杂的2SrO·0.25B₂O₃·0.75P₂O₅材料中存在Ce³⁺到Tb³⁺的有效能量传递,这种材料在541nm处有着较强的绿光发射,所以将在发光以及显示领域有潜在的应用前景。     

氧空位对Eu2+, Dy3+掺杂的Ca5MgSi3O12发光及余辉性能的影响

利用高温固相法合成了稀土离子Eu²⁺, Dy³⁺掺杂的Ca₅MgSi₃O₁₂长余辉发光材料. 利用光谱学证明了在材料内部存在与氧空位有关的缺陷发光. 通过对比不同条件下合成样品的发光及余辉性能, 发现氧空位对材料的发光及余辉均起到促进作用. 同时发现氧空位发光可以向发光中心传递能量. 利用热释光曲线系统的分析了氧空位对余辉性能的影响. Ca₅MgSi₃O₁₂:Eu²⁺,Dy³⁺是一种潜在的长余辉发光材料. 关键词： 长余辉 氧空位 能量传递 热释光     

SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的喷雾热解制备及其表征

采用喷雾热解两段法制备了SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺长余辉发光材料,并利用XRD、SEM、荧光长余辉亮度测试等方法分析了不同制备工艺条件下SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺发光材料的结构、形貌以及发光性能的变化。结果表明:采用喷雾热解两段法可制备出球形SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺长余辉发光材料,SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺的晶体结构与α-SrAl₂O₄磷石英晶体结构相同。热解温度、还原温度、添加剂对产物的形貌、粒度分布、发光性能有较大影响。较之高温固相法,喷雾热解法制备的SrAl₂O₄∶Eu²⁺ ,Dy³⁺具有发光性能好、形貌好、粒度分布窄等优点。     

长余辉发光材料CaAl2O4∶Eu2+,Gd3+ 的制备和发光性能研究

采用高温固相法制备了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺ 长余辉发光材料。利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱测试等手段对所制备的样品进行结构表征和发光性能的分析,探究Eu²⁺摩尔分数为3.5%,硼酸质量分数为0.5%,Gd³⁺摩尔分数分别为2%,3%,4%,5%时样品的发光性能。研究结果表明:实验成功地合成了CaAl₂O₄∶Eu²⁺,Gd³⁺粉晶,并且Eu²⁺和Gd³⁺的引入并未引起CaAl₂O₄晶体结构的改变。样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于444 nm左右,属于Eu²⁺的4f⁶5d→4f⁷跃迁,所发光为蓝光。蓝色荧光粉CaAl₂O₄∶3.5%Eu²⁺,3%Gd³⁺的发光强度最好。     

Ca取代Sr对Sr3Al0.6Si0.4O4.4F0.6：Ce3+荧光粉的发光性能影响

采用高温固相法合成Ca取代Sr₃Al_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺中Sr的 Sr_3-xCa_xAl_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺荧光粉。由于Sr₃Al_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺中Sr具有十配位Sr（1）和八配位Sr（2）,所以激活剂离子Ce³⁺也具有两个不同的占位。结合Ce³⁺的光谱结果和Van Uitert经验公式,分别研究了十配位Ce（1）³⁺和八配位Ce（2）³⁺的猝灭浓度和荧光寿命,指出是由于Ca的掺入减小了Ce（1）³⁺发光中心,增加了Ce（2）³⁺发光中心,从而出现随着Ca/Sr比增加,样品在400 nm激发下发光强度减小,而在460 nm激发下发光强度增大的现象。同时,Ca的掺入增强了粉体发光的热稳定性。调节Ca含量可以使粉体实现从绿黄色到黄色的发光,表明Sr_3-xCa_xAl_0.6Si_0.4-O_4.4F_0.6：Ce³⁺荧光粉是一款潜在的适合近紫外和蓝光激发的白光LED用荧光粉。     

白光LED固态照明光转换荧光体

报道了当前热点固态照明白光LED对所用光转换荧光体的特殊要求,从发光学和晶场理论出发,提出研发白光LED用荧光体的几种方案和原则.依据多年成果,特别阐述在稀土铝镓石榴石体系,氯硅酸钙及某些钨钼酸盐中,Ce³⁺、Pr³⁺、Tb³⁺、Eu³⁺、Eu²⁺及Mn²⁺离子的发光特性,能量传递,Eu²⁺的特征“阶梯状”光谱以及激活剂在晶体中所占据不同晶体学格位与发光性质的关联性.这些材料都可用于白光LED之中.实践证明,这些基础性研究和原理是研制白光LED用荧光体的基础.光转换荧光体与InGaN蓝光芯片结合可以获得符合严格标准的全色温(2700~8000K)的高显色性白光LED光源.白光LED及InGaN蓝光LED的光电性能与正向电流I_F密切相关,器件散热极为重要.提出的在不同I_F下,LED的相关色温差(ρT_c)可用来表征LED色温变化幅度及稳定性.     

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Ca₂SiO₃Cl₂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420,498nm处,归结为Ca₂SiO₃Cl₂晶体中占据两种不同Ca²⁺格位的Eu²⁺离子的5d→4f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0.005mol^-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333,369nm处。Ca₂SiO₃Cl₂: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。