用电子自旋共振波谱和荧光光谱研究BaFCl:Eu中铕的价态

BaFCl:Eu是一种优良的X射线发光材料,最近我们发现:虽然它的发光起源于Eu~(2+)离子的4f~65d→4f~7能级间的电子跃迁;但是晶体中同时存在的Eu~(3+)离子的电荷转移跃迁对发光有很明显的增强作用。因此在研究Eu~(2+)和Eu~(3+)离子在发光过程中的作用时,必须首先要知道它们在发光材料中的浓度。我们提出了一种准确测定BaFCl:Eu中Eu~(2+)和Eu~(3+)离子含量的方法。这种方法是依据Eu~(2+)离子的电子自旋共振(ESR)波谱以及Eu~(2+)和Eu~(3+)离子的发光光谱。我们合成了一系列含有不同Eu~(2+)/Eu~(3+)浓度比的BaFCl:Eu,并初步讨论了它们的发光现象。     

Eu~(2+)在碱土金属氯磷酸盐中的发光

考察了Eu~(2+)在Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)三种碱土金属氯磷酸盐中的发光性质。用晶胞参数法测得了Sr_(5-x)Ca_x(PO_4)_3Cl和Sr_(3-3x)/5Ca_2-2x/5Ba_x(PO_4)_3Cl两个体系固相线下的关系。通过实验证实了Eu~(2+)在氯磷酸盐基质中存在两个发光中心。同时研究了固溶体Sr_(4.5)Ca_(0.5)(PO_4)_3Cl:Eu~(2+)中Eu~(2+)的d→f能级跃迁强度随Eu~(2+)浓度的变化关系,以及Eu~(2+)的浓度猝灭机理。     

LaBO_3、GdBO_3中Eu~(3+)和Bi~(3+)的发光特性及其相互作用

在紫外光(UV)和阴极射线(CR)激发下,系统地研究了LaBO_2、GdBO,中Eu~(3+)和Bi~(3+)的发射光谱、激发光谱及发光寿命与组成和结构的关系。结果表明,在文石结构的LaBO_3中Eu~(3+)的发射光谱与在YBO,结构的GdBO_3中Eu~(3+)的光谱有明显的差別。在紫外光激发下,GdBO_3中的Bi~(3+)能敏化Eu~(3+)的发光,而在LaBO_3中的Bi~(3+)却猝灭Eu~(3+)的发光。     

发光材料BaFBr:Eu的穆斯堡尔谱研究

首次应用穆斯堡尔谱对光激励发光材料BaFBr:Eu进行了研究．穆斯堡尔谱的研究结果印证了光谱学研究得出的结论，即在BaFBr:Eu中, Eu~(2+)，的发光强度远高于Eu~(3+)的发光强度，Eu~(3+)对Eu~(2+)的发光有增强作用．穆斯堡尔谱的研究还为声子对发光中心的影响提供了有用的信息．这些结果对于发光机制的认识是很有帮助的．     

微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)中激活剂的浓度猝灭研究

采用微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料,通过对掺杂不同激活剂浓度的产物的光谱性能、余辉性能、相组成结构的分析以及晶胞常数的计算,探讨了微波等离子体法合成srAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)时,激活剂Eu~(2+)的浓度猝灭特性.XRD测试结果表明,Eu~(2+)离子的掺入对基质晶格畸变影响很小;光谱和余辉性能测试表明Eu~(2+)的掺杂浓度对产物的瞬时发光强度影响较大,相对而言对余辉性能的影响程度不大.产物的发光性能随Eu~(2+)摩尔浓度的增大呈现先增强后减弱的趋势,发光中心Eu~(2+)离子的猝灭浓度为4%.结合EDX结果说明,与高温固相法以及其他一些方法相比,采用微波等离子体合成技术可在一定程度上提高Eu~(2+)离子的临界猝灭浓度,从而为进一步提高长余辉发光材料的发光性能提供了可能.     

卤素离子掺杂对Eu~(2+)-Eu~(3+)共存Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu发光性能的影响

采用高温固相法在还原气氛中合成Ca_(11.52)Al_(14)O_(33-0.5x-0.5y)F_xCl_y:0.48Eu荧光粉,对样品进行了X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)等表征。研究结果表明,所合成样品为立方晶体结构,样品中Eu~(2+)-Eu~(3+)共存且发光可调。在λ_(ex)=253 nm光激发下,单掺F~-与单掺Cl~-的量分别为x=0.5和y=0.5时,Eu~(2+)的蓝光强度与Eu~(3+)的红光强度比值I蓝光/I红光最大,分别为10.16和10.55。通过改变F~-与Cl~-的掺杂浓度,可以调整Eu~(2+)-Eu~(3+)的比例,进而调控荧光粉的发光,发光颜色可调整为淡紫色-深蓝色-淡蓝色-蓝白光-橙红色等变化。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉的制备、结构与荧光性质研究

采用高温固相法合成了具有高热稳定性的Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)红色荧光粉。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了系统地表征,结果表明成功地合成了Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉。在394 nm激发下,样品发出很强的红光,该发射来自于Eu~(3+)的5D~0→~7F_J(J=1, 2, 3, 4)。通过变温光谱分析了样品在303～563 K温度范围的热稳定性。随着温度的升高, Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品的发光先增强后减弱,在483 K时的发光最强为室温时的1.5倍。将Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品与蓝色荧光粉BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)和绿色荧光粉BaSiO_4:Eu~(2+)以及近紫外LED芯片(395 nm)进行封装,在不同电流激发下(20～140 mA),均获得了显色指数高于92,色温低于4000 K的暖白光。以上结果表明Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)在白光LED领域具有非常好的潜在应用。     

Sr_3Ca_2(PO_4)_3X:Eu~(2+)(X=F,Cl,Br)的光激励发光与F色心

研究了Eu~(2+)激活的Sr_3Ca_2(PO_4)_3X晶体中的F色心及光激励发光。讨论了不同卤离子对F色心及其能级结构的影响。探讨了在X光辐照下和光激励发光过程中Eu~(2+)的价态变化及光激励发光过程的机理。     

共掺Tm~(3+)离子对CaAlSiN_3∶Eu~(2+)红色荧光粉发光性能的影响

通过高温固相法,合成了Eu~(2+)单掺和Eu~(2+)、Tm~(3+)共掺CaAlSiN_3荧光粉。结合荧光光谱、余辉发射光谱和余辉衰减曲线及热释发光等测试手段对其进行了表征分析。结果表明,CaAlSiN_3∶Eu~(2+)具有主峰位于630 nm的明显的红色长余辉发光;共掺杂Tm~(3+)离子的引入,产生了654和800 nm的荧光和余辉,同时,Tm~(3+)的共掺,使CaAlSiN_3∶0.1%Eu~(2+),Tm~(3+)样品位于89.0℃热释光峰位消失,表明Tm~(3+)共掺杂改变了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)荧光粉中的陷阱能级及其分布,从而减弱了CaAlSiN_3∶Eu~(2+)的630 nm红色可见光部分余辉发光性能。     

Eu3+在碱土金属卤磷酸盐中的格位对称性及电荷迁移态

在254nm紫外光激发下研究了Eu~(3+)在Sr_3Ca_2(PO_4)_3Cl基质中的发光光谱.以Eu~(3+)为结构探针测定了Eu~(3+)所处晶格的点对称性.研究了M_5(PO_4)_3X(M=Ca,Sr,Ba;X=F,Cl,Br)基质组成改变对Eu~(3+)电荷迁移态的影响,以及温度对Ca_5(PO_4)_3Cl:Eu~(3+)发光强度的影响.     

Nd/Eu混合稀土配位聚合物的原位合成及光致发光性质研究

在溶剂热条件下合成了系列混合稀土草酸配位聚合物Nd_xEu_(1-x)(C_2O_4)_(1.5)(H_2O)_3·2H_2O,配体α-酮戊二酸经过原位分解生成了草酸。利用X射线单晶衍射、傅里叶变换红外、热重、X射线粉末衍射和荧光光谱等对配位聚合物的结构、热稳定性及光致发光性能进行表征测试。研究结果表明:稀土Nd~(3+)能够替代Eu配位聚合物中的部分Eu~(3+)。当引入Nd~(3+)为3.66%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭;当Nd~(3+)为16.63%时,配位聚合物中Eu~(3+)的发光发生能量转移淬灭不明显。     

MeSiO3：Eu,Bi的合成和发光性能

用高温固相反应合成了MeSiO_3:Bi、MeSiO_3:Eu和MeSiO_3:Eu,Bi(Me=Mg,Ca,Sr,Ba)系列发光体。通过发光光谱的测试,研究了基质中不同碱土金属离子对Bi~(3+)和Eu~(3+)发光特性的影响以及对Bi~(3+)敏化Eu~(3+)发光效果的影响,得出了最佳组成和合成条件。在CaSiO_3:Bi中,Bi~(3+)的最大吸收峰值位于283nm,最大发射位于353nm,最佳掺杂量为0.02mol/基质mol;在CaSiO_3:Eu,Bi中,Bi~(3+)的最佳含量为0.007mol/基质mol,Eu~(3+)的最佳含量为0.040mol/基质mol;在MeSiO_3:Eu,Bi中,Bi~(3+)都能敏化Eu~(3+)发光,Bi~(3+)的吸收带位置因Me不同而不同,激发Bi~(3+)时,产生Eu~(3+)和Bi~(3+)的共同发射。Me=Mg或Ca时,Eu~(3+)的发射较弱,Bi~(3+)的发射较强;Me=Sr或Ba时,Eu~(3+)的发射很强,Bi~(3+)的发射很弱。Me=Sr时Bi~(3+)对Eu~(3+)的敏化效果最好。Bi~(3+)对Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1跃迁发射的敏化效果优于对~5D_0→~7F_2,跃迁发射。     

白光LED用β-Sialon:Eu~(2+)氮氧化物绿色荧光粉的研究进展

β-Sialon:Eu~(2+)绿色荧光粉具有高的发光效率、好的热稳定性与化学稳定性、窄的发射光谱带、高色纯度等优点,在白光LED领域展现出广阔的应用前景。本文针对近年来β-Sialon:Eu~(2+)绿色荧光粉的结构、发光性能、发光性能提升以及制备技术等方面的研究现状与进展做了较系统的总结分析,提出了今后可能的研究和发展的方向。     

铕激活的氟卤化钡晶体中Eu~(2+)的电子跃迁以及能量传递

BaFX:Eu~(2+)晶体中,Eu~(2+)4f~65d能级和4f~65s能级存在组态间相互作用,引起d-f和f-f跃迁相对强度的改变。观察到~8S_(7/2)→4f~65d-6s跃迁。改变BaFX组成中的F/X原子比,对Eu~(2+)发光无明显影响。Eu~(2+)(f-f)和共存于基质中的Eu~(3+)间存在能量传递。     

混合价态Eu(+2,+3)离子激活的单一组分发光材料:设计合成、发光性质及机理

作为绿色照明光源的典型代表,白光发光二极管(LED)被誉为21世纪的新一代照明光源。而作为白光LED重要组成部分的荧光粉,对其性能要求也不断被提升。Eu~(2+)和Eu~(3+)由于其电子结构上的差别导致其截然不同的发光性质。其中,Eu~(2+)的特征发射为4f–4f跃迁,而Eu~(3+)离子的特征发射为4f–5d跃迁。为了结合两者各自的发光特性,近年来对于混合价态Eu离子的研究成为热点。混合价态Eu离子掺杂荧光粉结合了Eu~(2+)和Eu3+离子各自的发光特点,具有颜色灵活可调的优良性质。本文主要从Eu~(2+)、Eu~(3+)各自性质出发,从不等价取代、晶场调控等三个方面综述了混合价态Eu(+2,+3)离子激活的单一基质发光材料近年来的研究进展。此外,对不同方法制备的混合价态Eu离子掺杂荧光粉的发光性能及发光机理也进行了归纳总结,为无机荧光材料的发展提供了新的思路。     

Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用

具有窄带发射的无机发光材料既可协同提升照明器件的显色指数和流明效率(如窄带红色发光材料),也可增大液晶显示器件的色域(如窄带蓝色、绿色和红色发光材料),在照明和显示用发光二极管(light-emitting diodes, LED)器件中具有重要的应用前景。其中稀土发光材料中常用的Eu~(2+)和Ce~(3+)离子具有4f-5d跃迁,但由于晶体场效应而呈现不同程度的峰展宽效应,迄今为止,人们发现的Eu~(2+)和Ce~(3+)掺杂的窄带发射发光材料基质体系十分有限,特别是Eu~(2+)掺杂的新型窄带荧光粉研究是一项重要挑战。近年来,人们首先在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氮化物窄带荧光粉研究中取得了重要进展,发现了一系列具有潜在应用前景的窄带氮化物红光发射材料。而最近,本课题组在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉研究领域获得了突破,基于此,概述了Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用,指出了UCr_4C_4基氮化物与硅酸盐的结构演变特征,并由此总结了几类UCr_4C_4基窄带硅酸盐化合物的结构特点和Eu~(2+)掺杂荧光粉的发光特性,进一步地对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的应用进行了介绍,指出了当前在调控其光色和提升其化学稳定性所面临的挑战和所做的一些有意义的尝试。最后对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氧化物窄带荧光粉的未来发展进行了展望。     

(Li,Ca,A)_2SiO_4:Eu,Bi发光体的合成和发光性能的研究(A=Al,Y,La,Gd)

为了寻找新的发光基质材料,用高温固相反应合成了(Li,Ca,A)_2SiO_4:Eu,Bi系列发光体(A=Al,Y,La,Gd).通过激发光谱和发射光谱的测试.首次在碱土金属硅酸盐体系中研究了Al,Y,La,Gd等三价金属离子对Bi~(3+)、Eu~(3+)发光特性和Bi~(3+)敏化Eu~(3+)发光性能的影响,得到了良好的基质组成.实验结果表明.基质中适当含量的Gd~(3+)可大幅度提高Eu~(3+)的发光强度,使~5D_0-~7F_2发射强度增加6倍.Bi~(3+)对Eu~(3+)有很好的敏化作用,以A=Gd或Al时较好,对~5D_0-~7F_1辐射跃迁的敏化效果尤为突出.     

Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。     

Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ba_2YAlO_5:Eu~(3+)红色荧光粉,通过XRD,SEM,荧光光谱分别对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征,讨论了Eu~(3+)掺杂浓度、煅烧温度、Bi~(3+)掺杂对样品发光性能的影响。结果表明:实验所得样品主晶相为Ba_2YAlO_5。颗粒形貌不规则,粒径大小为2~10μm。合成的荧光粉在260 nm紫外光激发下发出明亮的红光,最佳Eu~(3+)掺杂量为8%(摩尔分数),最佳煅烧温度为1250℃。掺杂Bi~(3+)后,样品的结构没有改变,但激发光谱发生了变化,在300~375 nm处出现激发峰,对应于Bi~(3+)的1S0→3P1跃迁。随着Bi~(3+)掺杂浓度的增加,在333 nm激发下,发光强度先增加后减弱,存在Bi~(3+)→Eu~(3+)的能量传递过程。     

Ca3La3(BO3)5中Eu3+的光致发光

本文详细地研究了紫外光激发下,Ca_3La_3(BO_3)_5中Eu~(3+)的发光光谱和激发光谱与组成、结构的关系.发现Eu~(3+)在此基质中可能不止一个发光中心;Eu~(3+)自身浓度猝灭的机理为电四极-四极相互作用.