白光LED用单基质荧光粉BaSrMg( PO4)2∶Eu2+的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法在1 200℃下制备了 Eu2+激活的BaSrMg( PO4)2高亮度白光荧光粉,并对其晶体结构和发光性能进行了研究.荧光光谱研究表明该荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,其中心分别位于424和585 nm处,归结为Eu2+分别占据了基质中Sr2+,Ba2+格位而导致的4f 65d1→4f7电子跃迁.两个发射峰的激发光谱均分布在250～400nm的波长范围内,峰值位于360nm左右.表明该荧光粉可被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单一基质白光荧光粉.深入考察了基质中不同Ba和Sr的比例、Eu2+掺杂浓度对荧光粉发光强度和色坐标的影响,并可通过改变上述参数实现该荧光粉的色坐标可调性,在最优条件下该荧光粉发光已在白光区域.考察了Eu2+掺杂浓度对荧光粉量子效率的影响,为荧光粉的最佳掺杂浓度提供理论依据.     

LED用荧光粉Sr(S_(1-x)Se_x)∶Eu~(2 )的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉。XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(S1-xSex)∶0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律。漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400~500nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配。发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617nm逐渐蓝移到571nm。不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合。将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数。Sr(S1-xSex)∶Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉。     

发光二极管用红色荧光粉SrMoO4:Eu3+的制备和发射性质

采用化学共沉淀法制备了适合于紫外、近紫外、蓝光发光二极管(LED)激发的红色荧光粉SrMoO4:Eu3+.研究了样品的晶体结构和发光性质.结果表明:化学共沉淀法合成的SrMoO4:Eu3+荧光粉为四方纯相,其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,峰值位于280nm(宽带峰中心),395nm,465nm,可以被紫外LED和蓝光LED有效激发.在395nm的激发下,测得发射光谱的强发射峰位于613nm,对应Eu3+离子的5D0→7F2跃迁.Eu3+离子掺杂浓度的改变对基质的晶格常数、Eu3+离子在晶体中对称性及发光性能有较大影响.通过对比不同掺杂浓度Eu3+离子的发射谱,发现在SrMoO4基质中Eu3+离子掺杂存在浓度猝灭现象,其最佳掺杂浓度为15%.     

Sr_3B_2O_6∶Eu~(3+),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Sr2.9B2O6∶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。     

Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性

采用高温固相法制备了Ca9Al(PO4)7∶Eu2+蓝色荧光粉,研究了Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性.Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的激发光谱覆盖200～350 nm紫外区;发射光谱为一主峰位于445 nm的宽谱,对应Eu2+的4f6 5d1--→4f特征跃迁.研究发现,随Eu2+掺杂量的增大,Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu2+掺杂量为0.01,即存在浓度猝灭效应,对应的机理为电偶极-电偶极相互作用;依据晶格常数,得出临界距离为2.297 nm.在25～300℃范围内改变光谱测量温度,发现温度升高到150℃时,Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发射强度变为25℃时的81.0％,对应的激活能为0.268 eV,说明材料具有较好的温度稳定性.     

一种新型蓝光BaKBP_2O_8∶Eu~(2+)荧光粉的合成与性能研究（英文）

通过高温固相法成功合成了一种新型蓝光荧光粉Ba KBP2O8∶Eu2+,分别用XRD和荧光光谱表征了其结构与光学性能。结果表明,Eu2+的引入并没有显著改变其四方相的晶体结构。样品的激发光谱(监测波长为443 nm)是由主晶格吸收的307 nm吸收肩与Eu2+离子4f7-4f65d跃迁的346 nm主峰组成。在紫光激发下,样品的发射光谱为蓝色。当Eu2+离子摩尔分数为0.03时,样品的发射强度达到最大值。然而,随着Eu2+浓度的进一步增加,由于浓度猝灭机制,其发射强度开始降低。在超过370 K的温度下,荧光粉样品的相对发光强度仍然超过50%。Ba KBP2O8∶Eu2+的色坐标为(0.176 6,0.168 1)。     

Sr5-x（PO4）2SiO4∶xEu2+磷灰石荧光粉的发光性能及LED应用研究

采用高温固相法在还原气氛下合成了Sr5-x(PO4)2SiO4∶xEu2+磷灰石型荧光粉。通过XRD、PL、SEM对样品的晶体结构、激发和发射光谱以及形貌进行了表征。在Eu2+浓度较低时,Eu2+占据不同的晶体格位而形成两个发光中心,发射光谱具有双发射峰;随着掺杂浓度的增加,Eu2+之间的能量传递使黄光区域的发射峰强度逐步增强,并在x=0.075时达到最大值。发射光谱红移可能是Eu2+受晶场强度和能量传递共同作用的结果。考察了该材料在白光LED中的封装应用性能,其双发射峰有助于提升白光LED光源的显色性。     

新型Sr_3Y(PO_4)_3∶Ce~(3+),Tb~(3+)绿光荧光粉的制备与发光机理的研究

采用传统的高温固相法合成了一种新型的绿色荧光粉Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Tb3+,利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对该材料的晶体结构和光学性能进行表征。结果分析表明,制得样品的XRD图谱不含Sr3Y(PO4)3以外的杂峰,稀土掺杂并未改变基质的晶体结构,得到的样品为纯相的磷酸钇锶。从本文实验中明显观察到Sr3Y(PO4)3∶Tb3+的激发光谱和Ce3+的发射光谱在320~390nm有重叠,表明在Sr3Y(PO4)3基质中可存在从Ce3+到Tb3+的能量传递。在紫外光(315nm)激发下该荧光粉发射出了Ce3+的蓝光(320~420nm)和Tb3+的黄绿光(480~500nm)和(530~560nm),当Ce3+的浓度为7%,Tb3+的浓度由1%增大到50%时,通过Ce3+的4f→5d电子跃迁将能量传递到Tb3+,然后发生5 D4→7 Fj电子跃迁,该荧光粉发射光谱可由蓝光逐渐调节为黄绿光。本文绘制了Ce3+,Tb3+的能级和Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Tb3+荧光粉中的能量转移过程示意图,并详细阐述了由Ce3+到Tb3+的能量传递过程。通过对比Ce3+和Tb3+的发光强度以及由Ce3+到Tb3+能量转移效率的相对变化,可以得出,随着掺入的Tb3+浓度不断增加,Tb3+的发射强度(5 D4→7 Fj)和能量转移效率(Ce3+到Tb3+)也在增大,而Ce3+的发射强度却有了明显的下降。当Tb3+的浓度为50%时能量转移效率可高达80%。通过CIE色度图也可以看出,当Tb3+浓度不断增大,样品的色坐标从图中的蓝色区域移动到绿色区域。所以在紫外光激发下,Ce3+和Tb3+共掺Sr3Y(PO4)3可作为一种绿光荧光粉应用在白光LED或LCD背光源上。     

LED用La2(WO4)3∶Eu3+红色荧光粉合成及光谱性能

 采用水热法并进行热处理成功合成了Eu3+掺杂La2(WO4)3红色荧光粉.通过粉末X射线衍射、扫描电子显微镜,以及能谱来表征荧光粉的晶体结构、颗粒大小、形貌及成分|用激发光谱和发射光谱以及荧光衰减曲线来表征荧光粉的荧光性能.X射线衍射分析确认了水热的前驱体和后期热处理的样品主要相分别为三斜晶系的La2W2O9和单斜晶系的La2(WO4)3.激发光谱表明La2(WO4)3∶Eu3+荧光粉样品在395 nm处有一个最强的吸收峰,与紫外InGaN LED芯片发射波长相匹配|而且La2－xEux(WO4)3荧光粉在395 nm激发下有强红光发射.因此,La2－xEux(WO4)3荧光粉有望成为新一代白光LED用的红色荧光粉.     

Ca_9Al(PO_4)_7:Eu~(2+)的发光、浓度猝灭及温度稳定性（英文）

采用高温固相法制备了Ca9Al(PO4)7:Eu2+蓝色荧光粉,研究了Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性.Ca9Al(PO4)7:Eu2+的激发光谱覆盖200~350nm紫外区;发射光谱为一主峰位于445nm的宽谱,对应Eu2+的4f65d1→4f7特征跃迁.研究发现,随Eu2+掺杂量的增大,Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu2+掺杂量为0.01,即存在浓度猝灭效应,对应的机理为电偶极-电偶极相互作用;依据晶格常数,得出临界距离为2.297nm.在25~300℃范围内改变光谱测量温度,发现温度升高到150℃时,Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发射强度变为25℃时的81.0%,对应的激活能为0.268eV,说明材料具有较好的温度稳定性.     

紫外激发的LiCaPO_4:Eu~(2+)蓝色发光粉的发光特性

采用高温固相法合成了LiCaPO4:Eu2+蓝色发光粉,并对其发光特性进行了研究。该发光粉发射峰值位于470nm,属于Eu2+的4f65d1→4f的特征跃迁发射,与结构相似的LiSrPO4:Eu2+和NaBaPO4:Eu2+相比其峰值有明显红移。Eu2+在LiCaPO4晶体中可被250～440nm光有效激发,这与紫外发光二极管的发射光谱(350～410nm)匹配。考察了Eu2+的掺杂浓度对发光强度的影响,最佳掺杂摩尔分数为5%,摩尔分数超过5%后发生猝灭现象。浓度猝灭机理为电多极-电多极的交互作用。LiCaPO4:Eu2+是适合UV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度蓝色发光粉。     

LED用荧光粉Sr（S1-xSex）：Eu^2＋的合成和光谱性质研究

采用高温固相法合成了Sr(S1-xSex)系列硫属化合物掺Eu2 荧光粉.XRD表明荧光粉的组成为单相,而且体系Sr(Sl-xSex):0.005Eu2 中晶胞参数随着组成的变化呈现良好的线性关系,遵守韦加定律.漫反射光谱与激发光谱吻合,说明荧光粉吸收的能量能够有效地激发发光中心而发光,激发光谱中较低能量区域覆盖了400～500 nm的光谱范围,与蓝光LED芯片的发射光匹配.发射光谱呈现的是Eu2 离子的5d→4f特征跃迁发射带,当x由0增加到1.0的过程中,发射峰值波长由617 nm逐渐蓝移到571 nm.不同基质中掺杂的Eu2 离子的荧光寿命均为微秒数量级,与Eu2 离子的4f65d1→4f7跃迁相符合.将荧光粉封装在发蓝色光(λ=460 nm)的GaN芯片上制作了LED器件,测量了器件的发光强度、色纯度和色坐标等参数.Sr(S1-xSex):Eu2 系列硫属化合物掺铕荧光粉能够有效地被GaN芯片发出的蓝色光激发,发出从橙色到红色的可见光,是一类较好的LED用荧光粉.     

Eu3+在层状钙钛矿M2TiO4（M=Ca,Sr,Ba）红色荧光粉中的发光特性

采用高温固相法制备了Eu3+掺杂的层状钙钛矿M2TiO4∶Eu3+(M=Ca,Sr,Ba)红色荧光粉,借助X射线衍射、紫外可见漫反射光谱和荧光光谱研究了不同煅烧温度下粉体的晶相组成及其光致发光性能。结果表明:在煅烧温度1 000℃保温2h时即可得到纯相Sr2TiO4和Ba2TiO4粉体,但即使进一步的升高温度并延长保温时间均无法得到Ca2TiO4粉体。Ba2TiO4∶Eu3+粉体在395nm激发下发射594nm(5 D0→7 F1)和615nm(5 D0→7 F2)橙红光。Sr2TiO4∶Eu3+粉体区别于通常Eu3+的特征发射,在近紫外和蓝光激发下主要发射578nm(5 D0→7 F0)和626nm(5 D0→7 F2)的强烈橙/红光,具有更好的红光色纯度和发光强度,其中363nm电荷迁移激发下具有最高的发光效率,是一种适用于近紫外和蓝光LED芯片的红光材料。     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7:Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征.结果发现:单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi3+的3p1→1S0电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu2+的4f65d3→4f7跃迁而引起的.当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi3离子样品的1.9倍.     

白光荧光粉Ca9.95-xNa0.75K0.25(PO4)7:Eu2+0.05,Mn2x+的制备及其发光特性

高温固相法合成了Ca9.95-xNa0.75 K0.25 (PO4)7∶Eu0.052+,Mn2+x(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6和0.7)荧光粉,研究了其相组成和荧光发射性能.结果表明,由于样品中存在着晶体结构相似的双相,使得Eu2+的5d-4f跃迁辐射出峰值分别位于491和540 nm宽谱荧光.同时由于Eu2+-Mn2+之间的能量传递和Mn2+的八配位格位的占据,使得Mn2+的4 T1(4G)-6A1(6S)跃迁产生峰值为635 nm红光发射.Mn2+和Eu2+的荧光组合获得了色坐标为(0.333 5,0.292 4),(0.399 9,0.317 9)和(0.330 7,0.256 4)的白光发射.样品的激发光谱分布在260～450nm的波长范围,这种荧光粉有望在紫外或近紫外激发的白光LED中获得应用.     

蓝色长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)及其基质的VUV-UV激发特性

Sr2MgS i2O7∶Eu2 ,Dy3 是一种有效的蓝色长余辉材料,采用高温固相法合成了Sr2MgS i2O7,Sr2MgS i2O7∶Dy3 ,Sr2MgS i2O7∶Eu2 及Sr2MgS i2O7∶Eu2 ,Dy3 ,利用同步辐射研究了它们的VUV-UV激发特性。在真空紫外光激发下,在基质中发现了稍弱的位于385 nm的发射带,在双掺杂的样品中,除了Eu2 的4 f5d→4 f发射带(465 nm)外,还观察到了575 nm处的发射峰;通过和Dy3 单掺杂样品的发射谱比较,发现它是来自于Dy3 的4 f-4 f(4F9/2→6H13/2)跃迁。在它们的激发谱上可以看出Dy3 与基质发射的有效激发均处于真空紫外区,在近紫外及可见区激发下未见到它们发光。另外在Sr2MgS i2O7∶Eu2 ,Dy3 中观察到Dy3 的发射也说明了Dy3 在该类长余辉材料中不仅作为陷阱用来延长余辉,而且也以发光中心形式存在于基质中。     

Ce3+/Eu2+共掺Ca3Si2O4N2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。     

合成工艺对Sr3B2O6∶Eu2+黄色荧光粉结构和发光性能的影响

采用高温固相法合成了暖白光LED用Sr3B2O6∶Eu2+黄色荧光粉,系统地研究了灼烧温度和保温时间对荧光粉的结构和发光性能的影响.结果表明,荧光粉的最佳合成温度和保温时间分别为1150℃和2h,荧光粉的晶体结构为三角晶系Sr3B2O6,烧结温度和保温时间对晶粒的发育具有重要的影响.荧光粉的激发光谱是主峰位于398 nm宽带谱,近紫外和蓝光均能激发,发射光谱是峰值位于574 nm的宽带谱,烧结温度和保温时间主要影响荧光粉的发光强度.     

白光LED用Li^+/La^3+共掺杂BaSi2O5∶Eu^2+绿光发射荧光粉的制备及其发光性能和热稳定性

通过Li^+/La^3+同比例共掺杂策略,在氢气气氛下烧结制备了Li0.06La0.06Ba0.84Si2O5∶4%Eu^2+(LLBSO∶Eu2+)高效绿色发光荧光粉。相比于未掺杂样品Ba0.96Si2O5∶4%Eu2+(BSO∶Eu^2+),Li^+/La^3+共掺有助于单一相LLBSO∶Eu^2+荧光粉的合成,能有效降低烧结的温度和缩短合成时间。我们发现该策略节约荧光粉合成成本的同时,也可以显著提高其光学性能。相关测试表明,Li+/La3+共掺杂样品平均颗粒尺寸主要分布在1.1~2.7μm,颗粒团聚现象不明显,符合涂覆LED芯片要求。该样品可以有效地被365 nm近紫外LED芯片激发,产生位于502 nm的强的宽带绿光发射,其归属于Eu2+的5d-4f跃迁,发光强度是未掺杂样品的168%。此外,LLBSO∶Eu^2+荧光粉在150℃时发光强度仍保持在室温时的98%左右,具有良好的热稳定性。该样品CIE坐标位于绿光区(0.217,0.410)。通过绿粉/红粉和绿粉/红粉/蓝粉混粉策略,制得了色温为2918~4037 K的白色发光LED,其显色指数(Ra)均大于85,具有良好的热稳定性。实验结果表明,Li^+/La^3+共掺单一相的BSO∶Eu^2+绿色发光荧光粉是制备近紫外激发白光发射LED的优良候选荧光粉材料。     

白光LED用Ca7（SiO4）2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6;在紫外光激发下,样品的发射谱包括418和502nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰,得到了峰值位于290和360nm处的两个宽带激发谱,说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响,最佳掺杂浓度为0.75mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。