金属离子Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)荧光粉的发光性能

采用高温固相法制备了金属离子Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)系列荧光粉,研究了不同浓度Bi~(3+)掺杂Lu_(1-x)O_3:x%Ho~(3+)荧光粉的晶体结构、Lu_2O_3基质中Bi~(3+)→Ho~(3+)的能量传递规律及合成粉体的发光性质。X射线衍射结果表明Bi~(3+)、Ho~(3+)掺杂对Lu_2O_3的立方相结构没有影响。在322 nm激发波长下发射出位于551 nm处Ho~(3+)的~5S_2→~5I_8跃迁;在551 nm监测下,合成的Ho~(3+)、Bi~(3+)共掺杂Lu_2O_3荧光粉出现Bi~(3+)的322 nm特征激发峰以及Ho~(3+)的448 nm处的~5I_8→~5F_1跃迁。当Bi~(3+)掺杂浓度为1.5%时,Bi~(3+)对Ho~(3+)的能量传递最有效,比单掺Ho~(3+)样品发射强度提高了34.8倍。Lu_(98.5%-y)O_3:1.5%Ho~(3+),y%Bi~(3+)(y=1,1.5,2)样品,随着Bi~(3+)掺杂浓度增加,用980 nm激发比322 nm激发在551 nm处获得的光强分别提高了13.3倍、16.8倍、14.2倍。通过计算得到Bi~(3+)和Ho~(3+)之间的能量传递临界距离为2.979 nm,且Bi~(3+)与Ho~(3+)之间的能量传递是通过偶极-四极相互作用实现的。     

LnP_5O_(14)晶体中Tb~(3+)和Eu~(3+)的发光光谱特性

本工作测量了室温下TbP_3O_(14)和EuP_5O_(14)晶体的吸收和发射光谱。根据吸收光谱和Judd-Ofelt理论计算了Tb~(3+)和Eu~(3+)的实验和理论的振子强度。用最小二乘法拟合实验与理论的振子强度得到唯象强度参量Ω_λ。然后计算了Tb~(3+)的~5D_3→~7F_5,~5D_4→~7F_4和~5D_4→~7F_6以及Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2,~5D_0→~7F_4的跃迁几率和寿命。同时用时间分辨光谱测量了不同温度下相应的荧光辐射寿命。计算与实验结果基本相符。理论和实验的结果表明Tb~(3+)的~5D_3态的寿命主要取决于~5D_3→~5D_4和~7F_6→~7F_0两能级对之间的电偶极-电偶极交叉弛豫。     

Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺α-NaYF_4单晶体的光谱特性（英文）

采用坩埚下降法生长出Ho~(3+)离子掺杂浓度~1.90 mol%、Tm~(3+)不同掺杂离子浓度(0.99mol%,1.58mol%,2.37 mol%,3.16 mol%,3.99 mol%,7.19 mol%)的双掺杂立方晶相NaYF_4单晶体.根据测定的吸收光谱以及800nmLD波长激发下的发射光谱、发射截面和衰减曲线,研究从Tm~(3+)离子到Ho~(3+)离子的能量传递机制、Tm~(3+)离子的浓度猝灭效应和Ho~(3+)离子在2.04μm波段的优化发光效应.当Ho~(3+)离子浓度保持为~1.90 mol%不变,Tm~(3+)离子浓度从0.99 mol%增加到1.59mol%时,2.04μm波段的发射强度逐步增强;当浓度从1.59mol%增加到7.19mol%时,发射强度逐步减弱.Ho~(3+)(1.90 mol%)/Tm~(3+)(1.59 mol%)共掺的单晶体的发射截面最大,达到2.17×10-20 cm~2,其荧光寿命最长,为21.72ms;同时,根据Ho~(3+)离子的吸收截面和Tm~(3+)离子的发射截面,计算得到该样品从Tm~(3+)∶3F~(3+)4→Ho∶5I7稀土离子能量传递系数和Ho~(3+)∶~5I_7→Tm~(3+)∶~3F_4反传递系数分别为C_(Tm-Ho)=24.14×10~(-40)cm~6/s,C_(Ho-Tm)=2.05×10~(-40) cm~6/s.     

Li~+掺杂对SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)荧光粉上转换发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了一系列Li~+掺杂的SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)荧光粉。Li~+掺杂并没有改变样品原有的斜方晶系结构,Li~+离子能够以替代掺杂和间隙掺杂的方式进入主晶格。适当的Li~+掺杂可以改善样品的团聚现象,颗粒粒径约为3μm。Li~+的引入还可减少高声子能量杂质基团(OH~-,CO_3~(2-)),从而减少荧光猝灭中心,增强发光。在980nm激光照射下,样品发出强烈的绿光和很弱的红光,分别归因于Ho~(3+)的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8跃迁。与SrLu_2O_4∶Ho~(3+)/Yb~(3+)样品相比,Li~+的掺杂使得上转换发光强度明显增强,其原因是Li~+可以修饰Ho~(3+)周围局域晶体场的对称性。与其他碱金属离子掺杂相比,Li~+半径最小、电负性最强,导致发光强度增强最多。抽运依赖分析结果表明,绿光与红光发射均为双光子过程。     

Ho3+/Yb3+共掺氟氧化物玻璃陶瓷的上转换发光特性

以52SiO_2-8Na_2CO_3-16Al_2O_3-33NaF-3LuF_3-0.15Yb_2O_3-0.03Ho_2O_3的配比方式,在1 500℃的温度下通过高温熔融法制备了Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的氟氧化物玻璃样品和玻璃陶瓷样品。运用Judd-Ofelt理论研究样品的光谱特性。根据吸收谱计算得到的谱线强度参数Ω_λ(λ=2,4,6),从而计算出理论振子强度和实验振子强度,二者的均方根差为δ_(rms)=8.23×10~(-7)。计算了Ho~(3+)的各个能级跃迁的跃迁几率、跃迁分支比及能级寿命参数。结果表明:(1)~5I_7级寿命较长,为0.28 ms,适合作为上转换中间能级;(2)~5I_6→~5I_8能级的跃迁分支比为90.90%,可用于产生1 167 nm的激光。在980 nm红外激光的激发下,Ho~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的玻璃陶瓷具有强绿色(550 nm)上转换荧光和较强红色(650 nm)上转换荧光,绿光和红光分别对应~5S_2,~5F_4→~5I_8和~5F_5→~5I_8的能级跃迁。根据上转换发射功率与980 nm LD激光器功率的关系估算出跃迁过程吸收光子数目分别为2.16和2.18,由此确定出该跃迁过程为双光子吸收过程。结果表明,玻璃陶瓷在绿色上转换发光材料中具有潜在的应用价值。     

水热法合成GdInO3:Yb3+/Ho3+荧光粉及其上转换发光性能

采用水热过程与进一步热处理的方法合成了六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。采用X射线粉末衍射(PXRD)对晶体结构和相纯度进行了检测,结构精修结果表明,获得的样品为纯的六方相GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)荧光粉。用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对合成材料的形貌进行了表征。在980 nm激光激发下,观察到Ho~(3+)离子的539 nm绿光发射(~5S_2/~5F_4→~5I_8)和665 nm红光发射(~5F_5→~5I_8)。此外,还发现通过改变Ho~(3+)浓度得到了从绿光到黄光的可调发光特性。可调发光是由交叉弛豫(~5F_4/~5S_2+~5I_7→~5F_5+~5I_6)过程引起的。GdInO_3∶Yb~(3+)/Ho~(3+)是一种很好的上转换材料,可用于照明和显示领域。     

Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)荧光粉的发光特性和能量传递

利用高温固相法合成Na_2CaSiO_4:Sm~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉末,研究了Sm~(3+)和Eu~(3+)掺杂对Na_2CaSiO_4晶体结构的影响、材料发光特性以及存在的能量传递现象.X射线衍射结果表明Sm~(3+)和Eu~(3+)单掺及共掺样品均为单相的Na_2CaSiO_4结构,晶体结构没有改变.Na_2CaSiO_4:Sm~(3+)荧光样品在404 nm激发波长下呈现峰峰值为602 nm的橙红色荧光,来源于~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁.Na_2CaSiO_4:Eu~(3+)荧光样品在395 nm激发波长下发射出峰峰值为613 nm的红色荧光.对光谱和荧光寿命的测试和分析结果表明Sm~(3+)与Eu~(3+)之间存在能量传递,通过理论计算得到Sm~(3+)和Eu~(3+)之间的能量传递临界距离为1.36 nm,相互作用形式为电四极-电四极相互作用.随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加,能量传递效率也逐渐提高至20.6%.     

2-μm emission performance of Tm~(3+)-Ho~(3+) co-doped tellurite glasses

The emission properties of 2-μm region fluorescence of Tm~(3+)-Ho~(3+) co-doped tellurite glasses are investigated. Introducing F~- ions to the composition of tellurite glasses plays a positive effect on the 2-μm emission.A maximum intensity of 2-μm emission is achieved when 1.5-mol%Tm_2O_3 and l-mol% Ho_2_O3 concentration are doped in the glasses.The emission cross section and gain coefficient of the ~5I_8→~5I_7 transition of Ho~(3+) are calculated.The emission cross section has a maximum of 1.29×10~(-2...     

应用于2.1μm激光的Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺氟碲酸盐微结构光纤研究

采用棒管法制备了低羟基含量的Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺氟碲酸盐微结构光纤。当使用波长为1 560 nm的激光器泵浦Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺光纤时,处于Tm~(3+)基态3H6的电子被激发至3F4能级,进一步通过Tm~(3+)和Ho~(3+)间的能量传递过程3F4→3H6(Tm~(3+)):5I8→5I7(Ho~(3+))(能量失配为745 cm-1)布居Ho~(3+)的5I7能级,5I7能级上的电子向5I8能级跃迁发射出2.1μm的光。使用1 560 nm光纤激光器作为泵浦源,18 cm长的Tm~(3+)/Ho~(3+)氟碲酸盐微结构光纤作为增益介质,获得了波长为2 063 nm的激光输出。所得激光的斜率效率为12.9%,激光阈值为163 m W,未饱和的最大输出功率为40 m W。研究结果表明,Tm~(3+)/Ho~(3+)共掺氟碲酸盐微结构光纤可用于制作2.1μm光纤激光器。     

Er~(3+)和Eu~(3+)共注入GaN的光学特性和能量传递机制

采用离子注入法在GaN薄膜中实现了Er~(3+)和Eu~(3+)离子的共掺杂.以阴极荧光光谱仪为主要表征手段,研究样品的光学特性和能量传递机理.在300K温度下,Er~(3+)和Eu~(3+)共掺杂GaN薄膜能够实现绿光和红光的同时发射.随着Er~(3+)离子掺杂剂量的增加,Eu~(3+)离子相关发光峰的强度减弱,Er~(3+)离子对应的两个相关发光峰强度比值减小,表明Er~(3+)和Eu~(3+)离子之间发生了能量传递,能量传递的方向为Eu~(3+)→Er~(3+).变温阴极荧光光谱显示,Er~(3+)离子的2H11/2和4S3/2两个能态相关的跃迁峰相对强度比值随着温度升高而降低,主要是由两个能级之间的热耦合导致.改变Er~(3+)离子的掺杂剂量,能够调控GaN:Er~(3+)/Eu~(3+)样品的光学色度坐标和色温,表明此材料可用于发光器件.     

钬镱双掺氧化镧镥粉体的合成及其光谱分析

采用柠檬酸燃烧法制备了Ho,Yb∶(La Lu)_2O_3纳米粉体,确定了其制备的适宜条件。制得的粉体分散性较好,粒径均匀,平均粒径约为55 nm。研究了掺杂不同摩尔分数Ho~(3+)和Yb~(3+)对粉体荧光光谱的影响,980nm泵浦源激发下得到的粉体的上转换光谱显示,粉体发出484 nm蓝光(~5F_3→~5I_8)、551 nm绿光(~5S_2/~5F_4→~5I_8)、660 nm红光(~5F_5→~5I_8)。并讨论了掺杂离子Ho~(3+)-Yb~(3+)的上转换发光机制。     

LaF_3纳米晶体中Sm~(3+)/Eu~(3+)能量传递效应的光谱学特性（英文）

采用水热合成法,在较低的温度下制备了分散性,均匀性良好的LaF_3:Sm~(3+),LaF_3:Eu~(3+)和LaF_3:Sm~(3+)/Eu~(3+)纳米晶体样品。通过X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)等手段,分别对Sm~(3+)/Eu~(3+)单掺和共掺LaF_3纳米晶体的物相,表面形貌,晶粒尺寸和荧光特性进行了表征。XRD和TEM检测结果显示,所制备的LaF_3纳米晶体呈六方晶体相,平均粒径在40 nm左右。当采用波长为442 nm的He-Cd连续激光器激发Sm~(3+)/Eu~(3+)共掺LaF3样品中的Sm~(3+)时,在样品发射光谱中观测到了Eu~(3+)的特征荧光发射谱线,实现了Sm~(3+)向Eu~(3+)的能量传递。采用光谱学研究方法讨论了能量传递的机理和效率。结果表明,能量传递过程是Sm~(3+)的~4G_(5/2)激发态与Eu~(3+)的~5D_1和~5D_0激发态之间的交叉驰豫所致,并且随着Eu~(3+)的掺杂浓度的增大,共掺LaF_3:Sm~(3+)/Eu~(3+)样品的发射谱中的Eu~(3+)的特征荧光发射强度也随之增强,这说明增加受主Eu~(3+)的掺杂浓度能够有效地提高Sm~(3+)→Eu~(3+)能量传递的效率。     

微波法合成红色荧光粉CaCO_3:Eu~(3+)

采用微波法合成了红色荧光粉CaCO_3:Eu~(3+)。通过SEM,XRD和PL-PLE光谱等对样品的性能进行了表征和分析。同时,研究了微波功率对样品发光性能的影响。结果表明:样品在不同功率下会生成球霰石型的花片状、方解石型的立方体和文石型的针状等不同晶型的碳酸钙,颗粒的分散性好。波谱分析说明,掺杂Eu~(3+)作为发光中心进入到CaCO_3晶格中,其激发光谱主要由200～300 nm的Eu~(3+)—O~(2-)电荷迁移跃迁形成,属于宽带激发,在319,395,465,535 nm等处有窄的激发峰出现。在发射光谱中,由于磁偶极跃迁~5D_0→~7F_1受到不同晶体场的作用而分裂为593和589 nm两个峰,最强的发射峰为614 nm,对应于Eu~(3+)的电偶极跃迁~5D_0→~7F_2,属于纯正的红色发光。此外,随着微波功率的提高,基质的晶型逐渐由花片状的球霰石向针状的文石型过渡,样品的红色发射强度也逐渐增强。     

Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂的微晶玻璃发光特性研究

通过高温熔融法和热处理成功制备了白光发光的Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂SiO_2-Al_2O_3-ZnO-K_2CO_3微晶玻璃。测试了微晶玻璃的X射线衍射谱(XRD)、激发光谱和荧光光谱。研究发现,X射线衍射谱表明了玻璃基质中存在β-Zn_2SiO_4纳米晶粒,根据XRD结果和Scherrer公式计算得到β-Zn_2SiO_4晶粒大小约为35 nm。在紫外光激发下,观察到强烈的宽带蓝光(400～460 nm)和红光(574,587,611,650和700nm)发光,分别对应Eu~(2+)的4f~65d→4f~7能级跃迁以及Eu~(3+)的~5D_0→~7F_J(J=0,1,2,3,4)能级跃迁,与未热处理玻璃样品相比较,微晶玻璃的发光强度大大增强。研究结果表明,Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂的SiO_2Al_2O_3-ZnO-K_2CO_3晶玻璃是一种白光LED潜在的基质材料。     

Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法合成了Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)荧光粉,X射线粉末衍射数据分析结果表明,试样为氧磷灰石结构,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.荧光光谱分析结果表明,Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)激发光谱为位于200~600nm,由275nm、336nm两个宽峰和392nm、461nm、466nm、523nm等锐线峰组成.两个宽带激发峰可由272nm、300nm、336nm三峰拟合而成,峰面积比为1:0.52:4.09.272nm、300nm峰归属于Eu3+的电荷迁移激发跃迁态,336nm峰来自Eu2+的f-d跃迁.在393nm激发下,Sr_2La_8(SiO_4)_6O_2∶Eu~(2+,3+)发射光谱在500~750nm范围内呈现多条锐线发射,在613nm处发射峰最强,以电偶极跃迁5D0→7F2为主,Eu3+占据无反演对称中心格位.Eu3+磁偶极跃迁5D0→7F1处的峰可由584.5nm、588.5nm、594nm、597nm四峰拟合而成,表明Eu3+进入基质晶格中占据4f(C3)和6h(Cs)两种格位.X射线光电子能谱图分析结果表明,试样中Eu3+与Eu2+的含量比接近2∶1.Eu2+与Eu3+存在能量传递作用,试样在紫外灯下照射呈现烛光黄色,可用于LED.     

SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)红色荧光粉的制备与发光特性

使用高温固相法于还原气氛中合成了SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉并研究了其晶体结构和发光性质。样品均可以被蓝光或紫外光有效激发发射红光。XRD和SEM图谱显示合成了单相SrLiAl3N4。粉体的激发光谱在200~600nm波长范围内呈现出双峰宽带激发带,在267nm、474nm处分别有一个激发峰。发射光谱仅有一个宽带发射峰,峰值在654nm处,属于Eu~(2+)离子的5d→4f特征跃迁。荧光粉发光强度与Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数之间的关系表明:随着Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数的增加,粉体发光强度先上升后下降,最佳掺杂摩尔分数为0.4%,继续增大Eu~(2+)离子的掺杂量会发生浓度猝灭现象。所准备的SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉具有较好的热稳定性和较高的量子效率。     

红光激发下掺Ho3+氟化物薄膜的上转换发光

利用激光脉冲沉淀法制备了稀土Ho~(3 )掺杂的氟化物薄膜。观测到处于薄膜中的Ho~(3 )离子在632.8nm红光激发下的上转换发射。这些上转换发射包括:~5S_2→~5I_7,~5F_4→~5I_7和~5S_2→~5I_8。     

Dy~(3+)和Tb~(3+)掺杂镓硼锗硅酸盐玻璃发光性能

采用高温熔融法分别制备了高含量Tb~(3+)单掺和Dy~(3+)/Tb~(3+)共掺的镓硼锗硅酸盐(GBSG)发光玻璃,并分析了其光谱性能。根据Dy~(3+)和Tb~(3+)掺杂的镓硼锗硅酸盐(GBSG)玻璃的激发和发射光谱、荧光寿命衰减曲线等特性,探讨了Dy~(3+)与Tb~(3+)之间的能量传递关系。结果表明:玻璃的发光强度和荧光寿命随着Tb~(3+)、Dy~(3+)含量的增加而减少。与相同摩尔浓度的单掺玻璃相比,共掺玻璃发光强度的衰减速率先减慢而后加快。Tb~(3+)、Dy~(3+)离子之间的能量传递方式为无辐射共振能量传递和~4F_(9/2)+~7F_6→~6H_(15/2)+~5D_4交叉弛豫效应。     

Bi~(3+)和Eu~(3+)在Ca_2SiO_4中的发光和能量传递

用高温固态反应合成了Ca_2SiO_4:Bi~(3+),Ca_2SiO_4:Eu~(3+)和Ca_2SiO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)发光体。讨论了不同掺杂量和掺杂种类时Bi~(3+)对Eu~(3+)的~5D_0-~7F_1,~5D_0-~7F_2发射的影响规律。实验发现,Ca_2SiO_4:Bi~(3+)在紫外线激发下发出明亮的蓝色光,Ca_2SiO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)中的Bi~(3+)能将激发能传递给Eu~(3+),使Eu~(3+)的~5D_0-~7F_1和~5D_0-~7F_2两种跃迁都大大加强,同时,Bi~(3+)也发出鲜艳的紫色光。     

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。