Mn~(2+)和Cr~(3+)在镁铝尖晶石中的发光性质及其能量传递

通过凝胶固相法在1400℃合成了单掺Mn2+,单掺Cr3+以及双掺Mn2+和Cr3+的镁铝尖晶石粉体。单掺Mn2+离子的样品在450 nm波长激发下有绿光发射(520 nm),单掺Cr3+离子的样品在397 nm波长激发下具有蓝光(450 nm)和红光发射(689 nm),在545 nm波长激发下也有红光发射(689 nm);而双掺的Mg1-xAl2(1-y)O4∶xMn2+,yCr3+粉末在450 nm波长的蓝光激发下,同时具有绿光(515 nm)和红光发射(677 nm,694 nm)。实验发现在共掺杂的镁铝尖晶石体系中Mn2+和Cr3+离子之间存在能量传递,二者可以互为激活中心和敏化中心,其中Mn2+对Cr3+的敏化作用较强。因此这种粉体可以用做蓝光芯片激发的白光LED灯用荧光粉。实验证明Mn2+→Cr3+的能量传递方式为辐射再吸收     

Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Sm~(3+)的发光性质及其能量传递机制

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了一系列Ca2SiO4∶Ce3+,Sm3+,Li+荧光粉,研究了该荧光粉的发光性质以及能量传递机制。当Ce3+摩尔分数固定在1%时,Sm3+掺杂摩尔分数为2%时样品的红光发射最强。在360 nm激发下,可以证明从Ce3+到Sm3+存在有效的能量传递。能量传递效率最高可达55.8%。运用Inokuti-Hirayama模型对Ce3+-Sm3+能量传递类型进行分析,结果表明该能量传递类型为偶极子-偶极子相互作用。能量传递的临界距离经计算为0.55 nm。     

Mg2Y8Si6O26:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备及发光性能的研究

高温固相法合成了Ce3+,Mn2+共掺的Mg2Y8Si6O26荧光粉,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、荧光分光光度计对其结构和发光性能进行了研究。表明样品为纯相的Mg2Y8Si6O26晶体,属于六方晶系,空间群为P63/m。光谱数据表明Ce3+在该晶体中占有两种不同格位,分别为C3格位和C1h格位,通过激发和发射光谱对Ce3+在两种格位的发光进行了研究。在286nm光激发下Ce3+,Mn2+共激活Mg2Y8Si6O26的发射光谱除了在400nm有Ce3+的特征发射外,还在600nm处出现了Mn2+的特征发射,表明Ce3+和Mn2+之间存在能量传递。通过改变Mn2+的浓度实现了白光发射,它可用于紫外光激发的单一基质白光发射荧光粉。     

Y3Al5O12:Ce3+,Cr3+和Y3Al5O12:Ce3+,pr3+,Cr3+荧光粉体系中的能量传递

通过在YAG:Ce3+和YAG:Ce3+,pr3+荧光粉体系中分别掺入Cr3+离子来提高蓝光管芯白光LED的显色指数.Cr3+离子的加入,增加了红光发射,这归因于Cr3+的2E-4 A2跃迁的零声子线和声子边带发光.Ce3+→Cr3+的能量传递是增强红光发射的重要方式,在YAG:Ce3+,Cr3+体系中,由发射光谱得到...     

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。     

Na_4Ca_4Al_6Si_9O_(24)∶Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉合成及其能量传递研究（英文）

天然方柱石是一种典型的硅酸盐类的发光矿石,针对天然高发光效率方柱石的生成条件及化学成份,采用高温固相法在1 100℃弱还原气氛下合成了Na4Ca4Al6Si9O24(方柱石),并合成了一系列掺杂Ce3+,Tb3+的荧光粉,对其晶体结构做了讨论。通过分别对单掺Ce3+,Tb3+和共掺Ce3+,Tb3+样品发光性质的研究,发现共掺杂的样品其在545nm处由于Tb3+的5 D+4→7 F5跃迁发光强度远远大于单掺Tb3的样品。最后通过掺杂不同浓度Ce3+样品发光性质的研究,以及其荧光寿命和能量传递机理分析,结果表明随着Ce3+掺杂浓度的变化,样品的Tb3+的5 D7 4→F5跃迁(545nm)发光强度及寿命也随着变化,并发现Ce3+对Tb3+存在能量传递,且当Ce3+和Tb3+的质比为0.02∶0.03时能量传递效率最高。通过色坐标的测量,发现随着Ce3+浓度的改变,样品的发光可在绿色区域进行调节。因此,认为Na4Ca4Al6Si9O24∶Ce3+,Tb3+荧光粉有望成为新型白光LED荧光粉。     

Ca_2SrAl_2O_6荧光粉中Ce~(3+)和Tb~(3+)的光谱性能研究及能量传递

采用高温固相法合成了用于紫外芯片(UVLED)激发的绿色荧光粉Ca2SrAl2O6:Ce3+,Tb3+。测量了其激发光谱和发射光谱,结果显示,材料的发射谱由峰值位于497,545,595和623nm的4组窄带组成,其中位于545nm的发射峰最强,样品能发射很好的绿光;监测545nm发射峰,得到的激发谱由位于320～400nm之间的激发带组成,能被UVLED很好地激发。研究了Ca2SrAl2O6荧光粉中Ce3+对Tb3+发光的敏化现象,发光的敏化作用缘于Ce3+和Tb3+之间的高效无辐射能量传递。共掺激活剂的最佳掺杂浓度为4mol%。     

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.     

白光LED用荧光粉Ba_(1.97)Ca_(1-x)(B_3O_6)_2∶Eu_(0.03)~(2+),Mn_x~(2+)的制备及其发光特性

采用高温固相反应法制备了Ba1.97Ca1-x(B3O6)2∶Eu2+,Mnx2+(x=0,0.03,0.06,0.15)荧光粉,研究了其相组成与荧光特性。结果表明,样品具有单相Ba2Ca(B3O6)2晶体结构。Eu2+同时占据Ba2+格位和Ca2+格位。在317 nm波长的紫外光激发下,Eu2+辐射出峰值在450 nm附近的宽谱蓝光。通过能量传递作用,Mn2+辐射峰值为600 nm左右的宽谱红光。蓝光和红光叠加形成色坐标为(x=0.371,y=0.282)的近白光发射。样品的激发光谱分布在250~400 nm的波长范围,有望在紫外激发的白光LED中获得应用。     

单一基质白色荧光粉Ca_9Al(PO_4)_7:Ce~(3+),Dy~(3+)的制备与发光性能

采用高温固相法在还原气氛下合成了Ca9(1-x-y)Al(PO4)7:xCe3+,yDy3+荧光材料,并对其发光特性进行了研究。XRD测试表明所合成样品为纯相Ca9Al(PO4)7晶体。在268 nm紫外光激发下,Ca9Al(PO4)7:Ce3+呈现峰值位于363 nm的宽带发射。在350 nm近紫外光激发下,Ca9Al(PO4)7:Dy3+发射光谱为窄带谱,主峰分别位于483 nm和574 nm,对应Dy3+的4F9/2→6H15/2和4F9/2→6H13/2特征跃迁,呈黄白光发射。荧光光谱表明:Ce3+,Dy3+共掺之后,Ce3+不仅对Dy3+的特征发射有明显的敏化作用,而且通过调节Ce3+和Dy3+的掺杂比例,可实现从黄白光到白光的颜色变化。研究发现:Ca9(1-x-y)Al(PO4)7:xCe3+,yDy3+样品中,掺杂离子的最佳摩尔分数为x=0.02,y=0.02,此时色坐标为(0.306,0.313)。     

Ba9Y2(SiO4)6: Ce3+,Mn2+荧光粉的发光特性及能量传递

利用高温固相法制备了Ba₉Y₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(BYS:Ce³⁺,Mn²⁺)荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)谱、激发和发射光谱及荧光寿命的测试对材料的结构、发光特性和能量传递进行了研究。在327 nm激发下,BYS:Ce³⁺,Mn²⁺发射光谱中包含2个发射峰,分别为位于407 nm的Ce³⁺的蓝紫光发射和位于597 nm的Mn²⁺的红光发射。在该体系中,发现了Ce³⁺向Mn²⁺的有效能量传递,使得Mn²⁺在597 nm处的红光发射显著提高,当x(Mn²⁺)=0.25时,BYS:Ce³⁺,xMn²⁺的能量传递效率可达39%。实验表明,该荧光粉可为紫外基白光LED提供良好的红光光源。     

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。     

新型绿色发光材料(Ce0.67Tb0.33)MgAl11O19∶Mn2+的合成及其光学性能

采用高温固相法成功地合成了新型高效绿色荧光粉(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+。通过XRD和荧光光谱等对其结构及发光性能进行了系统研究。结果表明:新合成的(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+与典型的商用绿粉(Ce0.67Tb0.33)MgAl11O19(CMAT)具有相同的晶体结构;激发光谱处于237～326 nm范围内,由一个峰位位于291 nm的宽激发带组成,这是典型的Ce3+的特征激发;在紫外光激发下,该荧光粉除了在490,541,590,620 nm存在Tb3+的特征发射峰外,还在516 nm出现了一个较强的归属于Mn2+的4T1g(G)→6A1g(S)电子跃迁的宽发射峰。Mn2+作为共激活剂增大了该荧光材料在绿色区域的发射面积,其中(Ce0.67Tb0.33)Mg0.850Al11O19∶0.150Mn2+荧光粉发射光谱的积分面积最大,为CMAT的226%,其CIE坐标为(0.194,0.695),比CMAT(0.288,0.572)更加接近NTSC标准值(0.21,0.71),即Mn2+的引入不但提高了荧光粉的发光效率,而且改善了其色纯度。结果表明新型(Ce0.67Tb0.33)Mg1-xAl11O19∶xMn2+绿色荧光粉比传统的CMAT在显示领域具有更好的潜在应用前景。     

PbO对YAG∶Ce3+发光性能的影响

在YAG∶Ce3+荧光粉中加入黄色PbO,得到YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉。比较了PbO掺入前后荧光粉的发射光谱,结果表明:PbO的加入可以使Ce3+的黄光发射发生红移,增加了光谱的红光成分;同时,Ce3+的发射强度也有所增加,形貌表明PbO可能起助熔作用,在PbO的含量为5%时,强度增加10%。比较YAG∶Ce3+,Pb2+和YAG∶Ce3+的温度特性曲线,证明YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉的温度特性好于YAG∶Ce3+荧光粉。     

Al~(3+)掺杂ScVO_4∶Eu~(3+),Bi~(3+)荧光粉的制备及发光性质

采用高温固相法在1 000℃下煅烧6 h合成了Sc VO4∶Eu3+,Bi3+,Al3+荧光粉。使用X射线粉末衍射仪和扫描电镜对样品的结构和形貌进行了表征,采用荧光分光光度计研究了样品的发光性质。用315 nm波长激发Sc VO4∶Eu3+,Bi3+,Al3+样品时,样品在590~620 nm范围内发射强烈的橙红光,最大发射峰位于615nm。少量Al3+的掺入可以增强Sc VO4∶Eu3+,Bi3+荧光粉的发光,而掺入过量Al3+时会使Sc VO4∶Eu3+,Bi3+荧光粉的发光变弱。当Al3+在Sc VO4∶Eu3+,Bi3+中的摩尔分数达到4%时,样品的发光最强且其发光强度较未掺杂Al3+的样品提高了约30%。     

近紫外光激发的单一全发射荧光粉的发光性能(英文)

利用传统的高温固相法合成了2MgO·Al2O3·P2O5掺Eu,Tb3+,Mn2+系列荧光粉,并研究了它们的发光性能。荧光粉2MgO0.95·Al2O3·P2O5∶0.02Eu,0.02Tb,0.01Mn在近紫外光区具有很强的吸收。在近紫外光激发下,样品发射谱中包含明显的红光、绿光、蓝光3种发射。其CIE色度坐标(0.35,0.25)接近白光区域,在近紫外发光二极管方面有潜在的应用前景。     

Mn2+激活六角铝酸盐CeMgAl11O19-SrAl12O19固溶体的光谱学性质

本文研究(1-x)CeMgAl11O19-xSrAl12O19:Mn2+固溶体光谱学性质。Mn3+在固溶体中的荧光光潜由516nm绿色发射带和630-685nm红色发射带组成。前者归于占据4f格位的四面体Mn2+(g)离子,后者归于位于20格位的八面体Mn2+(r)中心。Mn2+(r)红色发射带随SrAl12O19含量增加而短移,x=0时,为685nm,x=0.8时,短移为630nm。固溶体中Ce3+-Mn2+(g和r)和Mn2+(g)-Mn2+(r)存在能量传递。荧光衰减分析表明,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递是一种电偶极-电偶极相互作用的直接能量传递。随着固溶体中SrAl12O19含量的增加,Mn2+(g)-Mn2+(r)能量传递几率降低,临界距离R0减小。当x=0.8时,Mn2+(g)-Mn2+(r)传递消失。与之相反,Ce3+-Mn2+(g)能量传递则随SrAl12O19量的增高而加大。当x=0.8时,固溶体0.2CeMgAl11O19-0.8SrAl12O19:Mn2+中Ce2+-Mn2+(g)传递几率仅略低于商用荧光粉CeMgAl11O19中Ce3+-Tb3+传递几率。这类固溶体是有效的绿色发射荧光体。Mn2+格位(4f和2a)的晶场强度10Dq和Racah参数比C/B随SrAl12O19增加而呈减小趋势。本文表明,固溶体结构的镜面层对晶体光谱性质有大的影响。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

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。     

深红色Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)荧光粉的合成与发光性质

采用高温固相法在空气气氛中合成了新型Mg_(1+y)Al_(2-x)O_4:xMn~(4+),yMg~(2+)深红色荧光粉.利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪表征荧光粉的晶体结构和形貌,并分析了发光性质,讨论了掺杂不同浓度Mn4+和过量Mg2+对样品发光强度的影响.结果表明,在300 nm波长激发下样品发射652 nm波长的红光,归因于Mn~(4+)的~2Eg—~4A_(2g)跃迁, Mn~(4+)的最佳掺杂浓度为0.14%.采用Blasse公式计算了Mn~(4+)-Mn~(4+)之间能量传递的临界距离,讨论了可能的能量传递过程和引起浓度淬灭的原因,采用Tanabe-Sugano能级图从理论上计算和分析了Mn~(4+)的d~3电子构型的晶体场强度大小.过量Mg~(2+)可以提高荧光粉的发光强度,同时导致了荧光寿命的缩短,荧光衰减曲线呈单指数变化.探讨了过量Mg~(2+)增强发光强度的机理,阐述了深红色荧光粉MgAl_2O_4:Mn~(4+)发光效率提高的原因.