白光发光二级管用红色荧光粉LiSrBO3: Eu3+的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了LiSrBO₃:xEu³⁺ 荧光粉, 并通过XRD, 红外(FITR) 和荧光光谱(PL) 等对其表征. 结果表明, LiSrBO₃: Eu³⁺ 荧光粉可被波长为395 nm 的紫外线和466 nm 的蓝光有效激发, 且发射主波长为612 nm (Eu³⁺的电偶极跃迁⁵D₀ →⁷F₂) 的红光. 研究了Eu³⁺ 掺杂浓度对LiSrBO₃: Eu³⁺ 材料发光强度的影响, Eu³⁺ 掺杂浓度为6% 时样品的发射强度最大, 并且证实Eu³⁺ 之间的能量传递机制为电偶极子- 电偶极子相互作用. Li⁺, Na⁺, K⁺ 作为电荷补偿剂的引入全部导致LiSrBO₃: Eu³⁺ 材料发射强度增强, 其中, Li⁺ 的引入要优于Na⁺ 和K⁺. 少量Al³⁺的掺杂降低了Eu³⁺ 所处格位的对称性, 增强了Eu³⁺ 的612 nm 的电偶极发射, 改善了LiSrBO₃: Eu³⁺ 红色材料的色纯度.关键词：白光发光二级管光致发光浓度猝灭电荷补偿剂     

Ba2SiO4:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备与光谱性质

用高温固相反应法合成了Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺(x=0~0.2, y=0~0.15)荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,Ba₂SiO₄:xCe³⁺的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba₂SiO₄:Mn²⁺样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强,红光发射极弱。在Ce³⁺和Mn²⁺共掺的Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺样品中,位于606 nm附近的红光发射较强,来源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)-⁶A₁(⁶S)跃迁。这说明Ce³⁺离子将部分能量传递给了Mn²⁺离子,有效地敏化了Mn²⁺离子的发光。当Ce³⁺的摩尔分数为0.2、Mn²⁺的摩尔分数为0.075时,Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺荧光粉位于606 nm的Mn²⁺的发射峰最强。     

Yb3+,Tm3+离子掺杂浓度对NaYF4：Yb3+,Tm3+发光光谱的影响

利用高温热溶剂法合成了不同Yb³⁺和Tm³⁺掺杂浓度的NaYF₄：Yb³⁺,Tm³⁺上转换发光纳米粒子。利用扫描电子显微镜、X射线衍射分析、荧光光谱对样品进行形貌和发光性质的表征。结果表明,不同Yb³⁺和Tm³⁺离子掺杂浓度对纳米粒子的上转换发光性质有很大影响。随着Tm³⁺离子浓度的提高,Tm³⁺离子之间的浓度猝灭和交叉弛豫效应对发光强度的影响愈来愈显著,导致纳米粒子的发光猝灭;同样,随着Yb³⁺浓度的提高,纳米粒子的发光强度也是先增大后减小,这是因为Yb³⁺离子浓度掺杂过高导致发光猝灭。     

纳米晶ZrO2：Dy3+的光致发光和能量传递性质

研究了Dy³⁺离子掺杂的ZrO₂纳米粉体的光致发光性质。观测到Dy³⁺离子的室温强特征发射和浓度猝灭现象以及基质ZrO₂与Dy³⁺离子之间的能量传递过程。发现了煅烧温度对样品的晶相有明显的影响,随着煅烧温度的变化,晶相也随之改变。晶相的改变使样品的荧光发射产生较大的差异,并观测到两个发射中心。通过对荧光强度与激活离子Dy³⁺离子浓度的关系研究发现,Dy³⁺离子在纳米ZrO₂基质中存在浓度猝灭现象,最佳掺杂浓度取决于ZrO₂基质的晶相,不同晶相导致不同的猝灭浓度,当基质晶相表现为四方相时,猝灭浓度为0.5%,而基质晶相为混合相时,猝灭浓度为1%。能量传递也依赖于样品的晶相。当煅烧温度为950℃时能量传递效果最好,并且从微观结构上给出了解释基质与Dy³⁺离子之间的能量传递的模型。     

Er3+,Yb3+共掺Gd2WO6荧光粉的下转换温度效应

采用共沉淀法制备了Er3+,Yb3+共掺Gd2WO6荧光粉,通过对浓度猝灭曲线的分析表明Er3+间的相互作用类型为电偶极-电偶极相互作用。分析了样品荧光的温度效应并得到摩尔分数为5%和20%的Er3+掺杂样品的激活能ΔE分别为0.27和0.29 eV。利用Er3+的2H11/2和4S3/2能级跃迁至基态的荧光强度比随温度变化这一特性研究了两个不同Er3+掺杂浓度样品的下转换温度效应,结果表明该材料体系具有良好的温度传感特性。     

Ca10Li（PO4）7∶Dy3+,Ce3+材料的制备及发光性能

采用高温固相法制备了Ca10Li(PO4)7∶Dy3+发光材料,研究了Dy3+在Ca10Li(PO4)7基质中的发光特性。XRD测量结果表明,烧结温度为1 050℃时所制备的样品为纯相Ca10Li(PO4)7晶体。从激发谱可以看出样品主激发峰位于349 nm(6H15/2→6P7/2),363 nm(6H15/2→6P5/2),385 nm(6H15/2→6M21/2),样品可被UVLED管芯有效激发。发射谱由位于481 nm(蓝)和572 nm(黄)的两个峰组成,对应的能级跃迁为4F9/2→6H15/2、6H13/2。研究了不同Dy3+掺杂浓度对发光强度的影响,当Dy3+的摩尔分数为10%时发光最强。掺入Ce3+作为敏化剂,Ce3+→Dy3+发生共振能量传递,当掺杂量为10%Dy3+、14%Ce3+时,样品发光最强,其强度为单掺10%Dy3+时的13.4倍,发光颜色由黄白变为蓝白。     

Y6TeO12:Eu3+红色荧光粉的制备与发光特性研究

利用高温固相法在1 200℃制备了一系列红色荧光粉(Y_1-x)₆TeO₁₂:x Eu³⁺(x=0.1～0.5)材料。对样品进行了X射线衍射、形貌特征、激发和发射光谱、浓度猝灭、热稳定性、荧光衰减曲线以及发光二极管封装与光色电性能等方面的分析与探究。结果表明：该红色荧光粉样品能被近紫外光(393 nm处)和蓝光(464 nm处)有效激发,在632 nm处表现出较强的红光发射。根据荧光强度与掺杂浓度的变化趋势,确定出最佳Eu³⁺掺杂量为x=0.3,更多的掺杂量引起浓度猝灭。进一步分析激活剂Eu³⁺间能量传递类型,得出电偶极-电偶极作用导致了浓度猝灭。(Y_0.7)₆TeO₁₂:0.3Eu³⁺在150℃时积分发光强度是室温的76.5%,热激活能为0.196 9 eV。该样品的荧光寿命为813μs,色坐标值为(0.637 6,0.343 1),并基于板上芯片工艺进行了发光二极管封...     

Ca取代Sr对Sr3Al0.6Si0.4O4.4F0.6：Ce3+荧光粉的发光性能影响

采用高温固相法合成Ca取代Sr₃Al_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺中Sr的 Sr_3-xCa_xAl_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺荧光粉。由于Sr₃Al_0.6Si_0.4O_4.4F_0.6：Ce³⁺中Sr具有十配位Sr（1）和八配位Sr（2）,所以激活剂离子Ce³⁺也具有两个不同的占位。结合Ce³⁺的光谱结果和Van Uitert经验公式,分别研究了十配位Ce（1）³⁺和八配位Ce（2）³⁺的猝灭浓度和荧光寿命,指出是由于Ca的掺入减小了Ce（1）³⁺发光中心,增加了Ce（2）³⁺发光中心,从而出现随着Ca/Sr比增加,样品在400 nm激发下发光强度减小,而在460 nm激发下发光强度增大的现象。同时,Ca的掺入增强了粉体发光的热稳定性。调节Ca含量可以使粉体实现从绿黄色到黄色的发光,表明Sr_3-xCa_xAl_0.6Si_0.4-O_4.4F_0.6：Ce³⁺荧光粉是一款潜在的适合近紫外和蓝光激发的白光LED用荧光粉。     

Tm3+浓度对Y2（MoO4）3：Tm3+，Yb3+荧光粉上转换发光性质的影响

采用传统的高温固相反应法合成了Tm³⁺/Yb³⁺共掺杂Y₂（MoO₄）₃系列荧光粉。XRD结果表明合成的样品为相纯度好的Y₂（MoO₄）₃。在980 nm光激发下,样品具有较强的位于487 nm和800 nm的蓝色和近红外发射,同时伴有较弱的位于649 nm的红光发射。它们分别来自于Tm³⁺的¹G₄→³H₆、³H₄→³H₆和¹G₄→³F₄跃迁。根据功率相关的上转换发射和能级图分析了Tm³⁺的上转换发光机制。结果表明,¹G₄和³H₄能级的布居分别来自于三光子和两光子的能量传递上转换。此外,随着Tm³⁺浓度的增加,蓝色、红色和近红外发射带均呈先增加后降低的趋势,即发生了浓度猝灭。同时,蓝光发射和近红外发射的强度比随Tm³⁺掺杂浓度的增加而减小。     

新型红色荧光粉Sr2ZnMoO6:Sm3+的制备与发光性能

采用高温固相法合成了Sr₂ZnMoO₆:Sm³⁺新型红色荧光材料,并对其发光特性进行了研究。XRD测量结果表明所制备样品为纯相Sr₂ZnMoO₆晶体。样品的发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于563nm(⁴G_5/2→⁶H_5/2)、598nm(⁴G_5/2→⁶H_7/2)、607nm(⁴G_5/2→⁶H_7/2)和645nm(⁴G_5/2→⁶H_9/2),最强发射为645nm。样品激发光谱由电荷迁移带CT和Sm³⁺离子的特征激发峰组成,主激发峰位于284nm(CT)和403nm(⁶H_5/2-⁴L_13/2)。随着Sm³⁺浓度的增大,Sr_2-xZnMoO₆:xSm³⁺材料的发光强度先增大后减小,在x≥2%时,发生浓度猝灭现象。根据Dexter理论分析其猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。比较了Li⁺、Na⁺和K⁺作为电荷补偿剂的作用,发现均使Sr₂ZnMoO₆:Sm³⁺材料的发射强度得到增强,但以Li⁺补偿效果最为显著。     

Effects of Li~+ on photoluminescence of Sr_3SiO_5:Sm~(3+) red phosphor

The structure and photoluminescence (PL) properties of Sr3SiO5 : Sm3+ and Li+-doped Sr3SiO5 : Sm3+ red-emitting phosphors were investigated. Samples were prepared by the high-temperature solid-state method. PL spectra show that the concentration quenching occurs when the Sm3+ concentration is beyond 1.3 mol% in Sr3SiO5 : Sm3+ phosphor without doping Li+ ions. The concentration-quenching mechanism can be explained by the electric dipole-dipole interaction of Sm3+ ions. The incorporation of Li+ ions into Sr3SiO5 : Sm3+ phosphors, as a charge compensator, improves the PL properties. The lithium ions also suppress the concentration quenching in Sm3+ with concentration increased from 1.3 mol% to 1.7 mol%.     

Effects of Li＋ on photoluminescence of Sr3SiOs： Sm3＋ red phosphor

The structure and photoluminescence （PL） properties of Sr3 SiO5： Sm3＋ and Li＋-doped Sr3SiOs： Sm3＋ red-emitting phosphors were investigated. Samples were prepared by the high-temperature solid-state method. PL spectra show that the concentration quenching occurs when the Sm3＋ concentration is beyond 1.3 mol% in Sr3SiOs： Sm3＋ phosphor without doping Li＋ ions. The concentration-quenching mechanism can be explained by the electric dipole-dipole interaction of Sm3＋ ions. The incorporation of Li＋ ions into Sr3SiOs： Sm3＋ phosphors, as a charge compensator, improves the PL properties. The lithium ions also suppress the concentration quenching in Sm3＋ with concentration increased from 1.3 tool% to 1.7 tool%.     

白光发光二极管用SrGdLiTeO_6:Eu~(3+)红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

采用高温固相法成功合成出双钙钛矿结构SrGd_(1-x)LiTeO_6:xEu~(3+)(x=0.1-1.0)红色荧光粉,并采用X-射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱、电致发光光谱等测试手段对粉体的结构、光致发光特性以及发光二极管器件的光色电特性进行了系统研究.激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线测试结果表明Eu~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.6,更大的掺杂量会引起浓度猝灭.基于van Uitert浓度猝灭公式,提出一种更准确的表达形式用于拟合、分析能量传递类型,揭示出电偶极-电偶极作用导致浓度猝灭.Judd-Ofelt理论计算得出较高的跃迁强度参数和量子效率,说明高度畸变的非心C_1晶体场促使高效的超灵敏跃迁红光发射.在423 K时积分发光强度达到室温时的85.2%,热激活能经计算为0.2941 eV.基于此样品的发光二极管能够发出明亮的红光.综上所述,该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度以及发光热稳定性,是一种潜在的近紫外激发白光发光二极管用红色荧光粉.     

Analysis of Energy Transfer and Concentration Quenching in Sm3+-Activated Borate GdB3O6 Phosphors by Means of Fluorescence Dynamics

This article reports on the optical properties of Sm³⁺-activated GdB₃O₆ phosphors based on the measurement of their photoluminescence spectra and luminescence decay curves. Energy transfer from Gd³⁺ to Sm³⁺ and the concentration quenching of the Sm³⁺ ion emission are investigated. From the photoluminescence spectra and decay curves, the energy transfer from Gd³⁺ to Sm³⁺ is confirmed. The concentration quenching of the Sm³⁺ ion emission can be ascribed to resonant cross-relaxation. The interaction between the Sm³⁺ ions is derived of the electric dipole–dipole type through fitting the data with the Inokuti-Hirayama model. The critical distances and energy transfer microparameter for the transfer processes are given. The decay curves of Sm³⁺⁴G_5/2 level exhibiting a buildup and decay process also confirm the energy transfer from Gd³⁺ to Sm³⁺ and between Sm³⁺ ions.     

Analysis of 1 MeV electron irradiation-induced performance degradation in the germanium bottom cell of triple-junction solar cells using temperature-dependent photoluminescence measurements

Abstract

Temperature-dependent photoluminescence spectra of the germanium bottom cell of triple-junction solar cells unirradiated and irradiated with 1?MeV electrons were measured in the 10–300?K temperature range. In unirradiated germanium bottom cell, the spectra show that the PL intensity increases with temperature but slightly decreases at around 250?K because of the intrinsic defect. However, in irradiated germanium bottom cell, the spectra show that there are two negative thermal quenching processes (10–90?K and 200–270?K) and two usual thermal quenching processes (90–200?K and 270–300?K) as a result of the radiation-induced defects E_c ? 0.37?eV and E_c ? 0.12?eV.     

NaGd（MoO4）2∶Tb3+荧光粉的温度及浓度依赖发光与荧光动力学温度传感

采用高温固相法制备了不同Tb³⁺掺杂浓度的NaGd（MoO₄）₂∶Tb³⁺荧光粉,XRD结果证实所制得样品为纯相。利用荧光光谱测量对该荧光粉的发光浓度猝灭进行了分析,证明荧光浓度猝灭是由Tb³⁺离子间的交换相互作用所导致,并符合浓度猝灭的Ozawa模型。采用Auzel提出的自产生猝灭模型对Tb³⁺的⁵D₄能级荧光动力学进行了分析,结果表明该模型能够很好地解释荧光寿命对浓度的依赖关系。研究了Tb³⁺的⁵D₄能级的发光强度和荧光寿命对样品温度的依赖关系,提出了利用荧光寿命进行温度传感的方法,并对温度传感的绝对和相对灵敏度进行了分析。