纳米ZnO和ZnO∶Eu3+的表面效应及发光特性

纳米ZnO,ZnO:Eu3+及其添加覆盖层样品的光谱性质表明,表面有机物覆盖层具有改善发射光谱,增强基质与Eu3+间能量传递的良好效果.通过比较不同温度(60,800℃)处理的ZnO:Eu3+发光强度,发现了小尺度(纳米)颗粒的特殊发光行为 关键词： ZnO 表面覆盖层 Eu掺杂     

ZnO:Eu3+纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Eu3 与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用溶胶-凝胶法(Sol-Cel)制备了ZnO:Eu3 纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱(XRD)、光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).X射线衍射结果表明,ZnO:Eu3 具有六角纤锌矿晶体结构.观察到稀土Eu3 强而窄的特征发射和ZnO基质弱而宽的可见发射.分析了稀土Eu3 激发态5D0→7F1,5D0→7F3和5D0→7F2特征发射机制.给出了Eu3 离子特征发射的峰值强度随掺Eu3 浓度增加而增强的变化关系,证实了纳米ZnO基质与稀土Eu3 离子之间存在能量传递.比较了Eu3 离子5D0→7Fl磁偶极跃迁(MD)与5D0→7F2电偶极跃迁(ED)的相对强度,证实了在ZnO纳米晶基质中大多数Eu3 占据了对称性较低的格位.     

ZnO∶Eu3^＋纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Eu^3＋与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备了ZnO∶Eu^3＋纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱（XRD）、光致发光谱（PL）和激发谱（PLE）。X射线衍射结果表明,ZnO∶Eu^3＋具有六角纤锌矿晶体结构。观察到稀土Eu^3＋强而窄的特征发射和ZnO基质弱而宽的可见发射。分析了稀土Eu^3＋激发态5^D0→7^F1,5^D0→7^F3和5^D0→7^F2特征发射机制。给出了Eu^3＋离子特征发射的峰值强度随掺Eu^3＋浓度增加而增强的变化关系,证实了纳米ZnO基质与稀土Eu^3＋离子之间存在能量传递。比较了Eu^3＋离子5^D0→7^F1磁偶极跃迁（MD）与5^D0→7^F2电偶极跃迁（ED）的相对强度,证实了在ZnO纳米晶基质中大多数Eu^3＋占据了对称性较低的格位。     

KBaPO4∶Eu3+红色发光材料的光谱特性

采用高温固相法制备了KBaPO4: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,并利用X射线衍射及光谱等技术对材料的性能进行了表征.研究结果显示:在400 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,主峰位于621 nm|监测621 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,主峰位于400 nm|改变Eu3+掺杂浓度,KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度随之改变,Eu3+浓度为5 mol%时,强度最大|依据Dexter理论,得知引起浓度猝灭的原因为电偶极-电偶极相互作用|添加电荷补偿剂,可增强KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度,其中以添加Li+,Cl-时,材料发射强度提高最明显.     

纳米晶ZrO2:Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：Eu^3 发光粉体。室温下观测到Eu^3 离子的强特征发射,主发射分别在590,604nm处。观测到Eu^3 离子电荷迁移态,并与其他研究系统观测到的Eu^3 离子电荷迁移态基本相同。比较了不同掺杂比例和不同煅烧温度对Eu^3 离子特征发射的影响。其他条件相同掺杂比例不同时,当n(Eu^3 )：n(Zr^4 )为6％样品发射相对最强。而当掺杂比例相同改变煅烧温度时,600℃煅烧的样品发光较强。分析了Eu^3 离子对ZrO2晶相的稳定作用。铕掺杂的纳米晶二氧化锆样品,随着样品煅烧温度的升高,样品的晶相结构只发生了细微变化。而纯纳米晶二氧化锆在煅烧温度升高时晶相发生了明显的变化。说明Eu^3 离子起到了稳定ZrO2基质晶相的作用。研究发现二氧化锆掺铕样品有较高的浓度猝灭,发射较强且色纯度较好。     

纳米晶Gd2O3∶Eu3+的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3∶Eu3 纳米晶.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.结果表明,改变甘氨酸与稀土离子的比例(G/M)、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3∶Eu3 纳米晶.在退火温度为800℃,G/M等于0.83和1.0时,均得到了纯立方相的Gd2O3∶Eu3 纳米晶,随着G/M的增加,Gd2O3∶Eu3 从立方相逐渐向单斜相转变.粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大,晶粒尺寸在10～30 nm之间.立方相的Gd2O3∶Eu3 纳米晶主发射峰位置在612 nm(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生了红移.     

Li+掺杂浓度对Y2O3∶Eu3+发光影响的理论

在团簇近似的基础上,利用分子动力学和密度泛函计算相结合的手段,在Y2O3∶Eu3 中研究了随Li 掺杂浓度的变化,缺陷形成情况以及C2位处Y-O键长的变化对电子态密度的影响.结果表明,随着Li 掺杂浓度的增加,与C2格位相关团簇的Y-O键平均键长出现了增加-减小-增加的变化趋势,这可能是引起此类材料发光强度随Li 浓度出现类似变化的原因.     

ZnO∶Tb3+纳米晶的制备及发光性质研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备了不同浓度的ZnO∶Tb3+纳米晶，测量了样品的光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).在ZnO宽的可见发射背景上，观察到样品在485 nm、544 nm、584 nm和620 nm附近出现了稀土Tb3+的特征发射.给出了ZnO∶Tb3+纳米晶光致发光的峰值强度随掺Tb3+浓度的变化关系，分析了稀土Tb3+的激发态5D4→7F6、5D4→7F5和5D4→7F4的发射机制，证实了稀土Tb3+的特征发射来源于稀土离子内部4f电子的f-f跃迁和ZnO基质与稀土Tb3+离子之间能量传递.     

BaFBr∶Eu2+的发光及电特性研究

采用高温固相反应方法制备的BaFBr∶Eu2+粉末样品,未经X射线、真空紫外或紫外光辐照,用波长大于400nm的光激发样品,可观测到Eu2+的390nm发光.样品的电子自旋共振(ESR)谱证实在BaFBr∶Eu2+粉末样品的制备过程中,会产生大量的晶格缺陷,分别为电子和空穴陷阱,它们在光激励发光过程中充当不可缺少的角色.本工作将BaFBr∶Eu2+粉末制成压片,在其一侧制作两个电极,以研究电阻-电压关系、剩余电压随时间的变化以及与电极材料的关系等电学特性.电特性研究结果也表明,样品中有电子和空穴陷阱两类缺陷,BaFBr∶Eu2+的发光,源自激发能通过这两类缺陷向Eu2+的能量传递.     

Eu3+:Y态效应2O3纳米微粒的尺寸效应和表面的研究

通过相同掺杂浓度但不同颗粒尺寸的Eu:Y2O3纳米晶,和相同颗粒尺寸但掺杂浓度不同的纳米晶的发光衰减曲线研究了表面态和限域作用对能量传递的影响.纳米晶与体材料相比,有更高的猝灭浓度,分析了纳米材料中发光中心的猝灭浓度提高的原因.由于纳米材料与体材料相比,纳米晶中的缺陷密度很小,纳米晶中有较少的体猝灭中心.选择合适的颗粒尺寸并对其进行表面修饰,将获得较高发光效率和较高的猝灭浓度.     

红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eu3+x+y发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉Naz Ca1-x-2y-zBiyMoO4 ∶ Eu3+x+y (y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38; x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0; x=0.30,y=0.04,z=0.38).用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构.采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70 MoO4∶Eu3+0.30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y＜0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y＞0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强.作为电荷补尝剂的Na2 CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强.结果表明,通过调节Bi3+ /Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度.     

YBO3:Eu3+纳米晶发光特性

用水热法制备了YB03:Eu3+纳米材料,通过改变其反应条件对纳米颗粒的大小和形貌进行了控制,对其发射光谱进行分析并与体材料进行了比较.在纳米材料中,很大比例的稀土离子微观环境受到表面的影响,这种影响可能使稀土离子的Judd-Ofelt参数Ω2增大,从而使Eu3+的5Do→7F2的发射加强,红色发光材料的色纯度提高.     

二氧化锆纳米材料中Eu3+的发光特性

研究了掺1mol%Eu3+的二氧化锆纳米材料随退火温度变化的发光性质,得到退火温度为600和800℃的样品中Eu3+的5D0→7F2发射在604nm处,这种现象不多见. 几种经不同退火温度处理的纳米材料样品在紫外光的照射下,稀土离子Eu3+的5D0→7F2发射的发光逐渐增强, 颗粒大的样品发光强度增加得慢,颗粒小的样品发光强度增加得快.     

ZrO2中Eu3+的发光特性

研究了掺1mol％Eu^3 的ZrO2纳米材料随退火温度变化的发光性质,得到退火温度为600和800℃的样品中Eu^3 的^5D0→^7F2发射在604nm处,我们认为：^7F2能级受到较强的晶场影响而发生能级劈裂,劈裂成4个子能级,出现两种发射,在章中为604和612nm．的两种发射,这两种发射所占的分支比不同,前一种发射所占的分支比较大,而后一种发射所占的分支比较小,因而,604nm的发射占优势。研究了ZnO2纳米材料中掺杂浓度变化时Eu^3 的发光性质,得到掺杂浓度为3mol％的样品的发射与众不同,它只有597nm处的1个宽带发射。     

纳米LaPO_4∶Eu的凝胶网格法制备及发光特性

用凝胶网格沉淀法,以明胶为分散介质,成功制备了铕掺杂的磷酸镧纳米颗粒,所需装置简单,实验条件适中。通过透射电子显微镜观察到制得的纳米颗粒粒径均匀,分散性良好。用X射线粉末衍射仪对其结构进行了表征,实验表明:LaPO4属单斜晶系,独居石结构,600℃煅烧2 h完全晶化。研究了不同煅烧温度、时间及不同铕含量对LaPO4∶Eu纳米粒子发光性质的影响。光谱数据表明:随着铕含量的增加或煅烧温度的升高,激发峰及各个发射峰的强度都增强,但264 nm处的宽带峰强度随铕含量的增加变化较小,且红移了5.3 nm;850℃时,煅烧0.5 h发光强度最强,随着煅烧时间的延长发光强度反而减弱。     

La、Ce掺杂ZnO纳米晶的发光特性

共沉淀法制备了稀土镧、铈掺杂的ZnO半导体纳米晶。X射线衍射(XRD)结果表明:掺杂的ZnO纳米晶为六方纤锌矿结构,随掺杂浓度增加ZnO粒径减小。对铈掺杂纳米ZnO,以波长380nm激发,在443nm处出现了半峰宽较窄的强的蓝光发射峰;镧掺杂ZnO纳米晶则为从418~610nm的多峰宽带发射。     

模板合成法制备TiO2:Eu3+纳米管及其发光特性研究

以碳纳米管做模板,在不利用任何表面活性剂或催化剂情况下,通过溶剂热法成功合成均匀的TiO2:Eu3+纳米管。X射线衍射结果表明,该产物是TiO2的一种纯锐钛矿相。扫描电子显微镜及透射电子显微镜图像显示,所得到的TiO2:Eu3+纳米管在大小及分布上是均匀的,管壁的厚度约为8nm。提出了该纳米管可能的形成机制。发光光谱表明,由于5D0→7F2间的转换,TiO2:Eu3+纳米管会在612nm发出红光。此外,因为制备容易而且成本较低,这种合成路径还有望用来制备其他的一维无机纳米材料。     

Lu2O3∶Eu3+纳米粉末及透明陶瓷的制备及其发光性能

采用共沉淀法和溶剂热法制备了Lu2O3∶Eu3+纳米粉体,通过X射线衍射谱、傅里叶变换红外光谱和扫描电镜照片,比较了两种方法制备的Lu2O3∶Eu3+粉末的微观结构,测量和比较合成粉体的激发与发射光谱.将获得的Lu2O3∶Eu3+煅烧粉体在不使用任何添加剂的情况下,干压成型制成素坯,先在真空中1100℃煅烧5h,氮气氛...     

模板合成法制备TiO2:Eu3+纳米管及其发光特性研究

以碳纳米管做模板,在不利用任何表面活性剂或催化剂情况下,通过溶剂热法成功合成均匀的TiO2:Eu3+纳米管。X射线衍射结果表明,该产物是TiO2的一种纯锐钛矿相。扫描电子显微镜及透射电子显微镜图像显示,所得到的TiO2:Eu3+纳米管在大小及分布上是均匀的,管壁的厚度约为8nm。提出了该纳米管可能的形成机制。发光光谱表明,由于5D0→7F2间的转换,TiO2:Eu3+纳米管会在612nm发出红光。此外,因为制备容易而且成本较低,这种合成路径还有望用来制备其他的一维无机纳米材料。     

射频磁控溅射法制备的Eu掺杂ZnO薄膜的结构及其发光性质

用射频磁控溅射法在石英衬底上制备了ZnO:Eu3+薄膜,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪测试了薄膜结构、形貌以及发光性能,重点考察了溅射功率和退火工艺对其组织结构和发光性能的影响.结果表明:样品均呈现ZnO的六角纤锌矿结构,增大溅射功率有利于形成ZnO的c轴择优取向;增大溅射功率以及高温退火会使晶粒尺寸增大...