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。     

掺杂Eu3+离子LaPO4的合成及其发光特性研究

采用固相反应法合成了掺杂Eu3+离子的LaPO4,并用X射线粉末衍射对其结构进行了表征.XRD数据经计算机处理表明:LaPO4属单斜晶系,晶胞参数a=6.84A,b=7.08A,c=6.46A,β=103.85°,属P21/n(No.14)空间群.测定了其激发光谱和发射光谱,光谱数据表明:在掺杂Eu3+离子的LaPO4荧光体中,基质LaPO4的电荷迁移激发态的能量能有效地传递到Eu3+离子,说明基质LaPO4本身对发光有贡献.位于592,612 nm附近的2个发射峰均出现劈裂现象,即有2个5D0→7F1(590,594nm)、2个5D0→7F2(610,614nm)发射峰,说明掺杂的Eu3+离子在LaPO4晶体中有着不相同的配位环境,推测Eu3+离子处于D2d或D3对称格位.     

BaCl2:Eu和BaCl2·2H2O:Eu微晶的发光特性

本文研究了用还原气氛法在箱式炉内制得的BaCl2:Eu2+微晶及进一步处理后得到的BaCl2·2H2O:Eu2+微晶的发光特性,包括发射光谱、激发光谱、热释光、光激励发光(存贮效应)及其温度依赖,就这些特性对BaCl2:Eu与BaCl2·2H2O:Eu进行了比较.根据发光光谱与激发光谱分析了它们具有良好光致发光特性的原因,讨论了这两种材料在热释光性能及光激励发光(存贮效应)上的明显不同,并对BaCl2·2H2O:Eu2+中Eu2+发光的增强提出了可能的解释.     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

高掺杂Ce3+,Tb3+在正硼酸盐中的发光特性及能量传递

本文利用纳秒技术和一般光谱学技术系统地研究了Ce3+,Tb3+离子在LnBO3(Ln=La,Gd和Y)中的发光特性和能量传递机制.发现在La1-xCexBO3中Ce3+离子的浓度在0.1mol以上才出现明显的浓度猝灭.故对敏化剂Ce3+可以高浓度掺杂.本文对高掺杂下材料的发光特性,Ce3+到Tb3+能量传递的规律和机制进行了系统研究.给出了在正硼酸盐中绿色发光材料的最佳配比.     

Eu3+掺杂的含氧磷酸盐发光性质

采用固态反应法制备了Gd₃PO₇:Eu³⁺ 和 La₃PO₇:Eu³⁺发光材料,通过X射线衍射和SEM确定了样品的结构和形貌。 在真空紫外光的激发下,Gd₃PO₇:Eu³⁺样品展示了较弱的基质吸收;但在紫外光的激发下,Gd₃PO₇:Eu³⁺显示了比La₃PO₇:Eu³⁺更强的红光发射,其原因是在Gd₃PO₇:Eu³⁺中存在Gd³⁺到Eu³⁺的有效能量传递过程。两个样品的发射光谱峰值位于618 nm,属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁。Eu³⁺在材料中处于较低的格位对称环境,具有很好的色纯度。     

La(BO2)3基质中Eu3+的发光性质与晶体结构的关系

采用高温固相反应合成了（La1-xEux)（BO2）3,利用X射线粉末衍射方法确定其晶体结构,利用红外光谱探讨了[BO3]单元的聚合情况。根据（La1-xEux)（BO2）3所属空间群中等效点系的对称性分析及Eu^3 的荧光光谱,详细地探讨了Eu^3 的发光性质与其所处格位点对称性的关系。La(BO2)3:Eu^3 体系中,Eu^3 出现较强的^5D0→^7F1磁偶极路迁,因而Eu^3 主要占据点对称性为Ci的格位,出现的其它跃迁是部分Eu^3 占据偏离Ci的格位,而并非占据C2或C1格位,另外,^2D0→^7F4跃迁发射很强,其原因尚不清楚。选择适当的助熔剂可以提高样品的结晶程度,有利于Eu^3 占据严格的Ci格位,增强材料的发光性能。     

Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃的发光特性

采用高温熔融法制备了Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃,通过测试激发光谱和发射光谱,研究了其光谱性质.研究了玻璃组分及Dy3+掺杂浓度对发射光谱及发光强度的影响,并计算了色坐标,均位于白光区域.通过改变玻璃组分及掺杂浓度,调节黄、蓝发射峰的强度比,在387 nm长紫外光激发下实现了单一基质上有效的白光发射.     

Eu3+掺杂硅酸盐玻璃的变温发射光谱特性

研究了从77K到670K不同基质、不同掺杂浓度下硅酸盐玻璃中Eu^3 离子在488nm激光激发下的变温荧光发射特性。发现有些样品荧光发射强度先随温度升高而增强而后又随温度升高而减弱;而有些样品的荧光发射强度在观察温度区域内随温度升高一直增强。本文用热激后、声子辅助吸收过程和无辐射能量传递过程造成的温度猝灭相互关系的机制解释了样品荧光发射强度随温度的变化关系,用同一公式拟合了这些样品的变温曲线。比较了不同激发通道的数量关系,计算了样品的温度猝灭值。     

掺杂型BaFBr:Eu2+的热释发光性质的研究

BaFBr:Eu^2 是利用色心存储电子－空穴对并用可见光激励读出存储信息（产生Eu^2 的4f^65d→4f^7的跃迁）的优良的光激励发光材料。通过热释发光技术研究了BaFBr:Eu^2 的热激活行为，对其低温段和高温段的热释发光峰分别进行了归属，通过对BaFBr:Eu^2 以及掺杂Na^ 或Al^3 的BaFBr:Eu^2 的热释发光（TL）谱和光激励发光（PSL）谱的表征，指出在BaFBr:Eu^2 中掺杂Na^ 或Al^3 影响了F（Br^-）色心，使其陷阱深度变涛，并从理论上加以计算，得出的热致激发能量的变化与光致激光能量的变化能很好地吻合。     

稀土配合物Eu(DBM)_3 phen/聚丙烯复合薄膜的光学性质

制备了Eu(DBM)3phen掺杂的聚丙烯(PP)薄膜复合材料。利用发光光谱技术,分别展示了Eu(DBM)3phen和Eu(DBM)3phen/PP薄膜的稳态光致发光光谱,比较了这两种材料的发光寿命。与纯的Eu(DBM)3phen相比,该复合材料的发光稳定性有较大的提高;观察到了折射率边界对Eu3+自发辐射速率的影响。     

第二配体对Sm(DBM)3掺杂的PMMA样品发光的影响

分别使用phen（1,10-邻菲咯啉）、TOPO（三正辛基氧化磷）、TPPO（三苯基氧化磷）作为第二配体与Sm（DBM）3（DBM：二苯甲酰甲烷）相互作用,合成了相应的配合物,然后分别将其掺入MMA中,进行聚合得到了固体样品。测量了不同第二配体样品及无第二配体样品的激发和发射光谱,对谱峰做了指认。发射谱中主要发射峰均为Sm^3＋的特征发射,有机配体的发光带很弱,说明从有机配体到稀土发光中心的能量传递非常有效。监测Sm^3＋离子644nm发射峰（^4G5/2→^6H9/2）测量了样品的激发光谱。结果显示,第二配体的加入改变了有机配体的能级结构,激发边出现明显的移动,同时紫外区的激发效率发生了变化,对发光产生了显著的影响。还测量了上述样品中Sm^3＋的^4G5/2能级的发光衰减曲线,拟合出该能级的跃迁寿命,针对不同第二配体的情况进行了比较分析。实验结果表明,第二配体的共轭性和化学键匹配对发光强度影响很大,在我们的结果中,第二配体为TPPO时发光效率最高。     

Eu3+掺杂BaO-TiO2-3SiO2发光材料的制备与发光性质

采用溶胶-凝胶法在室温下制备了以BaO-TiO₂-3SiO₂为基质的稀土Eu³⁺掺杂的发光材料,各材料的量比为 n(Ba):n(Ti):n(Si):n(Eu)=1:1:3:x。 通过DTA-TG、IR、XRD、激发和发射光谱对材料的结构和发光性能进行了分析。DTA-TG测试表明,样品在50~400 ℃之间出现明显失重现象,说明在此过程中凝胶中的吸附水、乙醇、醋酸等物质发生了脱附释放。IR光谱显示,制备的样品中主要存在Ti-O-Si和O-Si-O键。XRD测试证明,材料属于非晶态。激发和发射光谱图显示,材料制备的最佳退火温度为800 ℃,Eu³⁺的最佳掺杂比例为x(Eu)=5.75×10^-3。在612 nm监测波长下,测得的最佳激发波长为紫外光395 nm 和可见光465 nm,即在395 nm和465 nm光激发下,材料发射的红光单色性好且强度基本相同。     

基于 Eu~(3 +)还原制备 Eu~(3 +)-Eu~(2 +)共存发光材料的研究进展

稀土Eu元素因其优良的光学特性常被作为激活离子广泛应用于无机发光材料中。激活离子的发光性质由自身的价态决定,同时受基质晶体结构影响。不同价态的Eu离子呈现不同的光学特性,当二者共存时有可能得到单一基质的白光。本文主要综述近几年Eu~(3+)-Eu~(2+)共存于铝酸盐、磷酸盐、硅酸盐及硼酸盐基质中的荧光性能、Eu~(3+)的还原条件及还原机理。     

Eu(DBM)_3Phen掺杂聚甲基丙烯酸甲酯静电纺丝荧光纤维

通过静电纺丝技术获得直径约为700 nm,均匀且随机取向的亚微米级Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维。在紫外光辐射下,亚微米级荧光纤维发出明亮的红色荧光。其激发光谱表明,荧光纤维有效激发波长范围为200~400 nm。利用积分球配以CCD探测器,在367 nm长波紫外LED激发下对荧光纤维开展绝对光谱功率测试。当LED泵浦功率为535.76#W时,厚度80#m的Eu(DBM)3Phen/PMMA纤维薄层对紫外辐射的吸收率高达89%,350~850 nm范围内发射的总绝对光谱功率、总光子数和总荧光量子产率分别为36.56#W、11.46×10~(13)cps和12.94%。亚微米级Eu(DBM)_3Phen/PMMA纤维薄层中,Eu~(3+)较高的跃迁发射几率及较大的发射截面使得纤维可以高效吸收紫外辐射并转变为可见光,在提高太阳能电池光电转换效率方面具有潜在应用价值。     

GdF3:Eu3+纳米晶的VUV荧光性质

利用微乳液水热法制备出GdF3：Eu^3＋纳米晶及纳米棒。用X射线粉末衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）等手段对材料的结构、形态及粒径大小等进行了表征。室温下真空紫外（vuv）光谱及荧光光谱表明GdF3：Eu^3＋纳米晶中的Gd^3＋离子吸收一个光子,并将能量分两步传递给Eu^3＋,发生了双光子发射。从各跃迁的积分强度和量子效率表达式可以得到材料在160nm紫外光激发下的量子效率约为170％。     

Eu~(3+)掺杂的Na_2YMg_2(VO_4)_3荧光粉制备和发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了Na2Y1-xMg2(VO4)3∶x Eu~(3+)(x=0.15~0.75)系列自激活荧光粉。用XRD、SEM、光致发光光谱和荧光衰减曲线分别对其结构、形貌和发光性能进行表征。XRD结果显示样品为纯石榴石结构,其中Eu~(3+)取代Y~(3+);SEM照片显示样品为粒径大小在0.3~1μm范围内不规则的光滑球状颗粒;光谱分析表明,Na2YMg2(VO4)3作为自激活发光基质可以被200~400 nm紫外光有效激发,发出源于VO_4~(3-)电荷迁移跃迁的波长范围为400~700 nm的宽谱带绿光。掺杂Eu~(3+)后,在340 nm紫外光激发下同时出现了VO_4~(3-)的电荷迁移带和Eu~(3+)的特征光谱。不同浓度Eu~(3+)掺杂的光谱和荧光衰减曲线表明,存在VO_4~(3-)和Eu~(3+)之间的能量传递。     

稀土离子掺杂LaAlO3:RE3+(RE=Eu,Tb,Sm,Tm)荧光粉的发光性能

采用溶胶凝胶法合成La_1-xAlO₃：xRE³⁺（RE=Eu,Tb,Sm,Tm）荧光粉,对样品进行热重差热（TGA-DTA）、X射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）以及荧光光谱（PL）等表征,探讨样品的合成温度及稀土离子掺杂浓度对样品发光性能的影响。研究结果表明,当煅烧温度为800~1 200℃时,所合成样品为三方晶体结构。在紫外光激发下,掺杂离子均表现出特征的f-f电子跃迁发射,在一定掺杂浓度范围内,当Eu³⁺、Tb³⁺、Sm³⁺和Tm³⁺的掺杂浓度x值分别为0.02,0.04,0.005和0.005时,样品发光强度最大,在一定波长激发下,样品分别发射出红光、绿光、橙黄光和蓝光,Eu³⁺-Tb³⁺、Eu³⁺-Sm³⁺和Eu³⁺-Tm³⁺共掺杂有可能获得白光。     

纳米CaO ∶ Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米CaO : Eu³⁺发光粉体。并对不同掺杂浓度和不同煅烧温度下所制备的CaO : Eu³⁺粉体进行室温发光性质的研究。在室温下观测到CaO : Eu³⁺样品具有较强的Eu³⁺离子特征发射。通过对不同煅烧温度下样品发射谱的对比,发现样品在591 nm和610 nm处的发射峰积分强度比随着煅烧温度的升高而降低,说明在不同的煅烧温度下,Eu³⁺占据了两种不同的格位。对样品强发射峰进行监测,可观测到样品中的O^2-和Eu³⁺离子之间形成的电荷迁移态。通过对比不同掺杂浓度下Eu³⁺离子发射光谱,发现将Eu³⁺掺杂到CaO基质中的适宜浓度为4%。     

Sb3+对Tb3+激活硅酸盐玻璃发光性能的影响

利用高温熔融法分别制备了Sb3 ,Tb3 单掺和共掺的硅酸盐发光玻璃,并分析了它们的光谱性质。根据对Sb3 和Tb3 掺杂硅酸盐玻璃的激发光谱、发射光谱和发光衰减时间等特性的分析,研究了澄清剂Sb2O3的加入对Tb3 激活硅酸盐玻璃发光性能的影响。结果表明,在紫外光激发下,Tb3 激活硅酸盐玻璃中存在Sb3 离子至Tb3 离子的能量传递,但能量传递效率较低,能量传递表现为Sb3 离子的3P1能级与Tb3 离子的5D3能级之间的能量无辐射共振转移。同时Sb3 离子的加入将在Sb3 离子和Tb3 离子的激发重叠区域(200～350nm)对Tb3 离子的激发产生不小的负面影响,尚不足以通过Sb3 离子至Tb3 离子的能量传递得以弥补。因此在使用Sb2O3作为Tb3 激活硅酸盐发光玻璃的澄清剂时,应当注意权衡Sb3 离子对Tb3 离子发光性能的影响。