高密度发光材料BiTaO4：Pr^3＋和BiTaO4的发光特性研究

研究了BiTaO4:Pr^3 ,BiTaO4的光致发光性质，测量了BiTaO4的红外透射和漫反射光谱。BiTaO4的光致发光光谱发射峰位于约420，440，465nm；其激发谱在约330－370nm范围有明显的激发。BiTaO4:Pr^3 的光致发光光谱为Pr^3 的特征发射，主峰为606nm，来自Pr^3 的^3P0→^3H6跃迁；其激发谱由来自于基质的峰值为325nm和范围在375－430nm的宽激发带以及Pr^3 的特征激发组成，325nm,375-430nm的激发带可能分别来自钽酸根团的电荷迁移跃迁和基质的带间缺陷能级的吸收；在BiTaO4:Pr^3 中存在着基质→Pr^3 的能量传递。由于BiTaO4:Pr^3 基质的密度和Pr^3 的发光强度均超过PbWO4，因此BiTaO4:Pr^3 可能是潜在的重闪烁体。     

锌对CaTiO3∶Pr3+发光亮度和余辉时间的影响

研究了Zn的不同掺入量、不同合成温度对CaTiO3∶Pr3+红色光致发光材料结晶、初试亮度和余辉时间的影响.用X射线衍射确定了材料的物相构成, Zn的掺入没有导致Ca2Zn4Ti15O36相的出现.发射光谱的峰值位于613 nm,对应了Pr3+的1D2-3F4跃迁发射,且受Zn掺入量的影响.激发光谱呈宽带,随Zn掺入量的不同而变化明显.同时, Zn的掺入量的增加可以显著降低材料的合成温度.适量的Zn的掺入,在适当的合成温度条件下,获得了具有高的初始亮度、余辉时间达1 h左右的红色长余辉材料.     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3+)的固溶特性及其发光性能

通过高温固相合成法制备了名义组成为Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+(x=0.0~0.20)的红色发光材料,采用XRD和光谱等手段研究微量Zn掺杂的单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+材料的晶体结构参数与发光性能,分析了等价Zn2+的掺杂对固溶体结构参数与发光性能的影响规律。结果表明,在x≤0.01微量Zn掺杂时,Zn取代Ca形成单相Ca1-xZnxTiO3∶0.002Pr3+固溶;其晶胞参数和晶胞体积,260和330 nm两激发带以及610nm发射峰强度均随Zn掺量增加快速减小,且发光强度与晶胞参数的变化规律相吻合。分析表明这种变化与Zn取代Ca形成的固溶结构有关。     

特殊的GdVO_4∶Eu~(3 )发光的温度特性

ＧｄＶＯ4 作为良好的激光基质被广泛研究 ,Ｇｄ ＶＯ4 掺Ｐｒ3 ,Ｎｄ3 ,Ｈｏ3 ,Ｅｒ3 ,Ｔｍ3 ,Ｙｂ3 的激光材料已有报道[1～ 4 ] 。虽然ＧｄＶＯ4 ∶Ｅｕ3 不是激光材料 ,但它是良好的红光材料 ,主峰发射位于 619ｎｍ。ＧｄＶＯ4 ∶Ｅｕ3 的发光强度高 ,与Ｙ2 Ｏ2 Ｓ∶Ｅｕ和ＹＶＯ4 ∶Ｅｕ的发光为同一量级[5] 。Ｇｄ3 Ｅｕ3 是研究能量传递的极好体系。通常发光体的发射强度是随着温度的升高而降低的 ,最近的实验表明ＧｄＶＯ4 ∶Ｅｕ3 的发光强度随着温度的升高不但不降低反而不断增强 ,且温度高达 60 0Ｋ都尚未见饱和。1　 实　验实…     

YVO4∶Sm3+红色发光材料的熔盐法合成与光谱性能

采用熔盐法合成了YVO4∶Sm3+红色发光材料. 用X射线粉末衍射对其结构进行表征, 证实样品为具有锆石结构的YVO4相; 测定了样品的激发与发射光谱; 分析了不同的掺杂浓度和烧结温度对样品发光强度的影响. 研究结果表明, 采用熔盐法合成的样品均可以产生Sm3+的特征发射, 但是与其它方法相比, 熔盐法合成样品位于647 nm处Sm3+的4G5/2-6H9/2发射明显得到加强, 从而使得样品发出明亮的红光, 而不是其它合成方法获得的橙色光. 当掺杂浓度为1%(摩尔分数)且在500 ℃下烧结5 h后, 熔盐法得到的YVO4∶Sm3+荧光粉的发光强度最大.     

白光LED用KCaPO4:Eu3+红色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法制备了KCaPO4:Eu3+红色发光材料,研究了Eu3+掺杂浓度、电荷补偿剂等对材料发光性质的影响.结果显示,在397 nm近紫外光激发下,材料呈多峰发射,分别由Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,主峰为613 nm;监测613 nm发射峰,所得激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200～350 nm)和f-f高能级跃迁吸收带(350～450 nm)组成,主峰为397 nm.Eu3+离子的最佳掺杂浓度为5%(摩尔分数);浓度猝灭机制为电偶极-电偶极相互作用.添加电荷补偿剂Li+,Na+,K+或Cl-后,可提高KCaPO4:Eu3+材料的发射强度,其中以添加Li+时,效果最明显.     

Bi3+掺杂对YVO4∶Yb3+近红外发光的敏化作用

用高温固相法合成了Yb3+、Bi3+共掺的YVO4,研究了BI3+的掺入对YVO4∶Yb3+发光光谱的影响和近红外发光的敏化作用.X射线衍射图谱研究表明:掺入Yb3+、Bi3+之后,基质YVO4的品格结构没有发生明显变化.Bi3+的掺入不仅显著增强了样品中yb3+的特征远红外发光强度,还使YVO4∶Yb3+激发光谱的范围红移,当Bi3+掺入的摩尔分数从0增加到0.05时,样品的最强激发峰位置从335 nm红移至352 nm,激发光谱范围由300-360 nm扩宽至300-430 nm.优化的Bi3+掺入量为0.03.初步讨论了VO3-4,Bi3+和Yb3+间的能量传递机理.结果表明Bi3+的共掺使YVO4∶Yb3+样品对长波紫外光的响应性能大大改善,作为一种基于量子剪裁的光谱转换材料,可以更好地匹配太阳光的能量谱,有助于提高硅太阳能电池的光电转换效率.     

CaYAlO4∶Dy3+荧光粉的低温燃烧合成及白光发光性能研究

以乙二醇作为络合剂,尿素作为有机燃料,用低温燃烧法合成了CaYAlO4∶Dy3+白光发光荧光粉.XRD物相分析表明,材料烧结的最佳温度为800℃;不同保温时长的发光表明,合成材料无需保温;尿素的最佳用量与基质CaYAlO4物质的量的比为3∶1.烧结样品为哑铃型的纳米颗粒,中间部分较细,约为20 nm;底部较粗,直径约3...     

Ca_(1-x)Zn_xTiO_3∶Pr~(3 ),R~ (R~ =Li~ ,Na~ ,K~ ,Rb~ ,Cs~ ,Ag~ )的合成和发光性质

采用X射线衍射、荧光光谱和热释发光研究了Ca1 -xZnxTiO3∶Pr3 ,R 的物相组成和发光性质。Pr3 取代Ca2 形成PrCa·正电性缺陷发光中心。激发光谱是峰值位于 3 3 0nm附近的宽带谱 ,发射光谱是峰值在 613nm半宽度为 2 0nm的带谱 ,对应Pr3 的1 D2 -3H4 跃迁发射。发光强度和余辉随基质组分Zn/Ca摩尔比和合成温度而变化。Zn2 的最佳含量在 10 %～ 2 0 %。X射线衍射研究表明掺入适量的Zn2 物相组成为CaTiO3,Ca2 Zn4 Ti1 5O36 和Zn2 TiO4 。热释发光曲线表明掺入Zn2 离子后体系中形成了新的缺陷ZnTi″ ,且ZnTi″的缺陷陷阱深度大于RCa′。     

三种方法制备CaGdAlO_4∶Eu~(3+)荧光粉及其发光性质研究

分别采用柠檬酸溶胶-凝胶法、半干半湿法和高温固相法制备了CaGdAlO4∶Eu3+荧光粉,并用X射线衍射(XRD)分析、场发射扫描电镜(FE-SEM)观察和荧光光谱分析研究了不同制备方法和制备条件对CaGdAlO4∶Eu3+形貌、粒径和发光性质的影响。XRD结果表明,柠檬酸溶胶-凝胶法、半干半湿法和固相法制备CaGdAlO4∶Eu3+生成纯相的温度分别为900,1200和1400℃。FE-SEM照片显示CaGdAlO4∶Eu3+颗粒粒径随温度的升高而增大,在同一烧结温度下,粒径大小为柠檬酸溶胶-凝胶法最小,半干半湿法居中,高温固相法最大而且团聚现象严重。以280 nm近紫外光激发,CaGdAlO4∶Eu3+发出明亮的橙红色荧光,以Eu3+的5D0→7F2跃迁为主,发光强度随烧结温度的升高而增加,在1400℃烧结温度下,以半干半湿法得到的样品发光最强。室温和低温发射谱中Eu3+的5D0→7Fj发射峰的数目都表明:Eu3+在CaGdAlO4中只占据偏离反演中心的一种格位。     

NaBaPOM4:Tb3+绿色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法合成了NaBaPOM₄:Tb³⁺绿色荧光粉, 并研究了材料的发光性质. NaBaPOM₄:Tb³⁺材料呈多峰发射, 发射峰位于437、490、543、587和624 nm, 分别对应Tb³⁺的⁵D₃→⁷F₄和⁵D₄→⁷F_{J=6, 5, 4, 3}跃迁发射, 主峰为543 nm; 监测543 nm发射峰, 所得激发光谱由4f⁷5d¹宽带吸收(200-330 nm)和4f-4f 电子吸收(330-400 nm)组成, 主峰为380 nm. 研究了Tb³⁺掺杂浓度, 电荷补偿剂Li⁺、Na⁺、K⁺和Cl^-, 及敏化剂Ce³⁺对NaBaPOM₄:Tb³⁺材料发射强度的影响. 结果显示: 调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均可以在很大程度上提高材料的发射强度.     

水热合成稀土氟化物材料KZnF3∶Er, Yb的上转换发光特性

水热法合成了掺杂Er3+和Yb3+的 KZnF3材料, 研究了Er3+和Yb3+在这种基质材料中的吸收和在980 nm红外光激发下的上转换发光, 对比了不同Yb3+浓度(0%～4%)下的上转换发光特性.实验发现, 在同种材料中, Er3+的红光发光强度要明显强于绿光, 而且掺Yb3+后红光和绿光的光强比不掺Yb3+时都有了很明显地增强.当Yb3+浓度为2%时上转换发光光强达到最强, 大于2%后发光开始减弱.通过分析输出光强与泵浦光强的双对数曲线, 发现Er3+的红光和绿光的发射均属于双光子过程, 最后分析了红光和绿光上转换发光的具体过程和转换通道.     

SrZnO_2∶Eu~(3+),Li~+长波紫外激发红光荧光体的合成及发光性能研究

采用高温固相法合成了一种长波紫外激发的SrZnO2∶Eu3+,Li+发光材料,用X射线衍射谱、荧光光谱对样品进行了表征。结果表明,Eu3+离子在SrZnO2基质中主要占据Sr2+离子不对称性格位,发射来源于5D0→7F2612 nm为主的红光。加入电荷补偿剂Li+离子能显著提高发光强度,350~400 nm内的激发峰也有明显提高,同时观察到来自Eu3+离子高能级5D1→7FJ(J=0~2)的跃迁发射,并对其产生机制进行了初步探讨。实验结果表明,SrZnO2∶Eu3+,Li+是一种有发展前途的长波紫外激发红光荧光体。     

Eu3+掺杂铝硅酸钾发光材料的合成及性能研究

采用固相法在较温和的反应温度下合成了Eu3+掺杂铝硅酸钾发光材料,利用粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热分析仪(TG-DTA)、紫外-可见光谱、荧光光谱仪(PL)等手段对合成的样品进行表征。结果表明:在450,550,650,750℃下合成的KAlSiO4:Eu3+为无定形态,但其形貌受温度的影响较大,450℃下合成的样品分散性较好,其他温度下得到样品的形貌为块状团聚体;在394 nm的紫外光激发下,样品主要表现出掺杂Eu3+的特征发射(5D0→7F1和5D0→7F2跃迁),在650℃合成的样品的发射光谱强度最强,其荧光衰减曲线符合双指数衰减行为,经拟合平均荧光寿命为0.40 ms。     

MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+荧光粉的制备及其上转换发光性能

以尿素为沉淀剂,采用低温水热法结合煅烧过程制备出MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+上转换荧光粉,并对样品的结构、微观形貌及上转换发光性能予以表征。结果表明,随尿素加入量的增大,产物主形貌由六角片状结构向纳米棒状转变,经1100℃煅烧可得纯相镁铝尖晶石结构,且Er^3+和Yb^3+能有效进入MgAl2O4晶格并占据Mg^2+位置形成均匀固溶体。在980 nm光激发下,MgAl2O4∶1.0%(n/n)Er^3+,x%(n/n)Yb^3+(x=0~8.0)荧光粉表现出在524、545 nm处绿光以及658 nm处的强红光发射,红绿光强度均在5.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大,但红绿光强度比却在7.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大值5.2,这归因于Er^3+-Er^3+之间交叉弛豫(CR)在红光发射过程中所起的重要作用。通过控制荧光粉中Yb^3+的掺杂量,能初步实现对于黄绿光色度的有效调控。     

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4 h. 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309 nm;220 nm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467 nm, 分别对应5d→2F5/2和5d→2F7/2发光跃迁. 而309 nm激发的粉体的发射光谱只有一个宽带发射峰, 峰值位于392 nm. 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312 nm;发射光谱由一个宽带发射峰构成, 峰值位于402 nm.     

Ca1-xZnxTiO3:Pr3+的固溶特性及其发光性能

通过高温固相合成法制备了名义组成为Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋（x=0．0～0．20）的红色发光材料，采用XRD和光谱等手段研究微量Zn掺杂的单相Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋材料的晶体结构参数与发光性能，分析了等价Zn^2＋的掺杂对固溶体结构参数与发光性能的影响规律。结果表明，在x≤0．01微量Zn掺杂时，Zn取代Ca形成单相Ca1-xZnxTiO3：Pr^3＋固溶；其晶胞参数和晶胞体积，260和330nm两激发带以及610nm发射峰强度均随Zn掺量增加快速减小，且发光强度与晶胞参数的变化规律相吻合。分析表明这种变化与Zn取代Ca形成的固溶结构有关。     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

Bi3+掺杂对YVO4:Yb3+近红外发光的敏化作用

用主温固相法合成了Yb³⁺、Bi³⁺共掺的YVO₄,研究了Bi³⁺的掺入对YVO₄:Yb³⁺发光光谱的影响和近红外发光的敏化作用.X射线衍射图谱研究表明:掺入Yb³⁺、Bi³⁺之后,基质YVO₄的晶格结构没有发生明显变化.Bi³⁺的掺入不仅显著增强了样品中Yb³⁺的特征远红外发光强度,还使YVO₄:Yb³⁺激发光谱的范围红移,当Bi³⁺掺入的摩尔分数从0增加到0.05时,样品的最强激发峰位置从335nm红移至352 nm,激发光谱范围由300-360 nm扩宽至300-430 nm.优化的Bi³⁺掺入量为0.03.初步讨论了VO₄^3-,Bi³⁺Yb³⁺间的能量传递机理.结果表明Bi^3-的共掺使YVO₄:Yb³⁺样品对长波紫外光的响应性能大大改善,作为一种基于量子剪裁的光谱转换材料,可以更好地匹配太阳光的能量谱,有助于提高硅太阳能电池的光电转换效率.     

GdF3∶Er^3＋,Yb^3＋的合成和上转换发光特性

采用水热法制备了Er^3＋离子浓度为3%,Yb^3＋离子浓度分别为10%,20%的GdF3∶Er^3＋,Yb^3＋。XRD结果表明：合成的样品均为正交结构的GdF3,Gd0.87Yb0.10Er0.03F3和Gd0.77Yb0.20Er0.03F3样品的晶粒尺寸分别为28和26nm。研究了980nm红外光激发的上转换发射光谱。结果表明：红光和绿光发射分别来自于Er^3＋离子的2H11/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。样品的绿光发射强度较红光发射强。但绿光和红光发射的相对强度比例与Yb^3＋离子浓度有关。对Gd0.87Yb0.10Er0.03F3和Gd0.77Yb0.20Er0.03F3样品中可能的上转换发光机制进行了讨论。