K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3+的合成及发光性能

以CaCl2、K2B4O7和Nd2O3为原料,采用易于工业化、无污染的水溶液法反应合成碱-碱土金属硼酸盐K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3+晶体,利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜、荧光分光度计等现代分析测试手段,对所合成晶体进行了分析和表征.结果表明,所制备的K2O·CaO·4B2O3·12H2O∶Nd3...     

Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响

采用高温熔融法制备了Dy3+或Tb3+单掺和Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy3+与Tb3+之间的能量传递关系以及Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响。实验结果表明：Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃具有较高的密度和良好的可见区透过率,玻璃的网络结构是由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体连接构成。在紫外光激发时,Dy3+单掺玻璃的发光源于Dy3+的4F_9/2→6H_15/2(483 nm),6H_13/2(576 nm)的跃迁发射,而Tb3+单掺玻璃的发光则源于Tb3+的5D₄→7F₆(489 nm),7F₅(544 nm),7F₄(586 nm)和7F₆(623 nm)的跃迁发射。对于Dy3+/Tb3+共掺玻璃,发射光谱则主要由Tb3+的荧光发射组成。通过对不同波长紫外光激发的发射光谱分析发现,Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中存在多种形式的能量传递。在以Dy3+的特征激发452 nm为激发波长时,Tb3+单掺玻璃的发光很弱。但随着Dy3+的引入,通过4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递,Tb3+发光得到敏化增强。Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而增强,Dy₂O₃含量为1 mol%时达到最大,更高Dy₂O₃含量的样品由于Dy3+的浓度猝灭,减少了向Tb3+的能量传递,发光强度减弱。当激发波长减小到350 nm时,Dy3+和Tb3+均被激发到更高的能级6P_7/2(Dy3+)和5L₉(Tb3+),此时除了4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递外,还出现了5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。Dy3+掺杂浓度较低时,Dy3+→Tb3+能量传递作用较强,Tb3+发光得到敏化增强。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+→Dy3+能量传递作用增强。当Dy₂O₃含量超过0.4 mol%时,Tb3+→Dy3+能量传递强于Dy3+→Tb3+能量传递,减少了Tb3+的辐射跃迁发光,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度开始减弱。由于Gd3+向Dy3+或Tb3+均可进行有效的能量传递,因此在以Gd3+的特征激发274 nm为激发光时,Dy3+/Tb3+共掺玻璃中出现了Dy3+和Tb3+对Gd3+传递能量的竞争。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+所获得的能量不断减少,同时伴随着Tb3+→Dy3+能量回传和Dy3+之间的无辐射交叉弛豫作用,Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度不断减弱。对Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中Tb3+的5D₄→7F₅荧光衰减曲线分析还发现,随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+的荧光寿命从2.24 ms缩短到1.15 ms,曲线从单指数形式变为双指数形式,进一步证明玻璃中存在5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。X射线激发发射光谱显示,Dy3+的引入对Tb3+激活闪烁玻璃的辐射发光具有很强的负面影响,而这种负面影响不足以通过Dy3+→Tb3+能量传递来弥补,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的辐射发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而不断减弱。由此可见,在Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃中,不宜将Dy3+作为敏化剂,用于增强Tb3+的发光。     

Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料的制备与荧光性能

使用高温固相法首次合成了Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料,探讨了烧结温度、Sm2+含量对样品荧光性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱等分析手段对Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+粉末的结构、发光性能进行了表征.确定了该荧光材料的最佳合成条件,离子掺杂浓度等.实验结果表...     

Yb浓度对功率依赖的上转换荧光色彩的敏感度调控

控制激发光功率密度是一种调控红绿荧光比率的简单方法.然而,大多数上转换系统对功率的调控并不敏感.本文通过柠檬酸钠辅助的水热法,合成了一系列具有不同Yb浓度掺杂的NaYF₄：Yb/Ho微米棒.通过激光共聚焦显微镜系统,研究了Yb浓度和激发功率密度依赖的NaYF₄：Yb/Ho微米棒的上转换荧光特性.发射谱和同步荧光成像图案表明：荧光红绿比率不仅敏感于激发功率,而且敏感度依赖于Yb浓度.随着Yb浓度的增加,功率调控的红绿比率的敏感度增加,这暗示了功率调控的红绿比率的敏感度可以作为一种度量和评估Yb掺杂浓度的有效途径和方法.通过上/下转换发射谱、激发谱和功率依赖关系,揭示了功率调控红绿比率的机理,并提出了荧光色彩敏感于功率调控的上转换系统具有的特征和判据.本研究为设计和合成高敏感度的功率调控的上转换材料提供了理论基础和实验数据.     

场发射显示器用蓝色YVO_4∶Tm~(3+)纳米荧光粉的制备及性能研究

采用溶剂热法成功地制备出了YVO4∶Tm3+纳米荧光粉,并用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、紫外分析仪、紫外可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光(PL)光谱对YVO4∶Tm3+纳米荧光粉进行测试和表征。实验结果表明,YVO4∶Tm3+纳米荧光粉可发出明亮的蓝光,色纯度和发光强度都很高,而且具有良好的热稳定性。因此,YVO4∶Tm3+纳米荧光粉是一种十分适用于场发射显示器的荧光粉。     

Time-resolved luminescence of complex wide-gap oxide crystals under inner-shell excitation

In order to investigate the soft X-ray energy transformation in oxide detectors the optical spectra of several wide-gap oxide crystals were analyzed. The time-resolved luminescence (2.5–10.5 eV) and luminescence excitation spectra (50–200 and 500–630 eV) as well as decay kinetics of luminescence at 10 and 295 K were recorded using the synchrotron radiation from BW3 channel (HASYLAB, DESY). Several analogous features were discovered in the excitation spectra of both intrinsic self-trapped exciton luminescence and recombination luminescence for BeO, BeAl₂O₄, Be₂SiO₄ and AlPO₄ crystals under inner-shell excitation. Simultaneously, the excitation of Ce³⁺-luminescence in scintillating Be₂La₂O₅-Ce crystals significantly differs.     

PbWO4闪烁晶体的发光动力学模型

在对PbWO₄闪烁晶体的光谱特性、发光衰减及其温度依赖以及热释光的研究基础上,并结合理论计算,提出了PbWO₄晶体发光的动力学模型,给出了PbWO₄晶体的基本能带结构及激子发光中心能态、陷阱能级在能隙中的位置。用此模型可以完整说明PbWO₄的发光过程,特别是导致室温下发光效率低的原因。最后还对其主发射成分蓝、绿发光中心的起源作了简要讨论。     

NaGdF4纳米晶多元醇法的合成、表征与NaGdF4：Eu3+和NaGdF4：Yb3+, Er3+纳米晶的发光

通过多元醇法(polyol method)合成出NaGdF₄:Eu³⁺和NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米晶,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和傅立叶变换红外吸收光谱(FT-IR)对合成的样品进行了表征。研究了Eu³⁺掺杂样品的下转换发光和Yb³⁺/Er³⁺共掺杂样品的上转换发光。对未经退火和经过退火的样品进行了比较。     

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%。     

一种新型铕配合物的有机电致发光性能

研究了一种新型的稀土金属铕配合物EuL₁L₂的光致发光和电致发光特性。将这种铕配合物掺杂到PVK:PBD中,制备成结构为ITO/PVK:PBD:EuL₁L₂/PBD/Alq₃/Mg:Ag/Ag的器件,对其电致发光性能进行研究,发现Eu³⁺离子和Alq₃的相对发光强度随PVK:PBD:EuL₁L₂和Alq₃之间的激子阻挡层PBD的厚度变化而变化,通过调节PBD的厚度,得到了色纯度较高的红色电致发光器件,其光谱具有显著的Eu³⁺离子的光谱特征。     

热退火对SiO2：Er薄膜发光特性的影响

利用离子注入法制备SiO₂:Er样品,并在不同温度下进行退火处理。通过微区拉曼光谱、吸收光谱、X射线光电子能谱等手段对其进行结构表征,并进行了室温和变温的光致发光特性研究,得到了可见区和红外区的光致发光。其中,⁴S_3/2→⁴I_15/2的发光强度随温度的升高,先增强后减弱,呈现出反常的温度淬灭效应,此现象是由Er³⁺与SiO₂的缺陷之间的能量传递造成的。     

Creation of electronic excitations and defects by vuv radiation (6-40 eV) in wide-gap solids

The processes of multiplication of electronic excitations (MEE), connected with the creation of secondary excitons or electron-hole (e-h) pairs by hot conduction electrons, are realized in wide-gap metal halides and oxides. In oxides, secondary e-h pairs can be also formed by 27-40 v eV photons due to L 1 VV Auger transitions (with the participation of 2s oxygen holes). The excitation spectra of luminescence and the creation spectra of electron F centres or hole V centres have been measured for Na 6 Al 6 Si 6 O 24 (NaI) 2x sodalites and MgO:Be, respectively, at 8-80 v K. A high local density of excitations has been revealed under MEE conditions in KBr and Br sodalites with self-trapping excitons and holes.     

小尺寸NaLuF4:Yb3+/Tm3+纳米晶的生长及上转换发光

为了详细地探究NaLuF₄纳米晶的生长过程,利用自主研发的可以精确控制实验参数的自动纳米合成仪制备了不同系列的NaLuF₄：Yb³⁺/Tm³⁺纳米材料。对不同反应温度下（285,295,305℃）制备的样品进行物相分析,发现随着反应时间的增加,NaLuF₄纳米晶均遵循相似的生长规律,即α-相→α-相+β-相→均匀的β-相→聚集的β-相。在不同温度下,均有一个时间段可以获得小尺寸（小于50 nm）、单分散、粒径分布窄的纯β-NaLuF₄纳米晶。另外,测试了不同温度下制备的β-NaLuF₄：Yb³⁺/Tm³⁺纳米材料的上转换发射光谱,结果表明随着反应温度的升高,样品的发光先增强后减弱。出现这种光谱规律可能是受晶体尺寸和结晶性两方面因素的影响。此外,样品在紫外区的高阶多光子发光很强。例如,361 nm发射峰强度大约是800 nm发射峰强度的2倍。     

Li2CO3/K3PO4复合助熔剂对新型Y2O2S：0.09Ti长余辉磷光体发光性能的影响

采用高温还原法合成了一种新型无稀土掺杂Y₂O₂S:0.09Ti长余辉发光材料。基于助熔剂种类对长余辉发光材料特性的重要作用,选择了对余辉衰减初期和后期余辉强度有明显作用的Li₂CO₃和K₃PO₄两种助熔剂,研究了不同配比(以下用x表示,x=Li₂CO₃/(Li₂CO₃+K₃PO₄))的复合助熔剂对Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体结构和发光性能的作用,以获得具有较好综合发光性能的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。采用PL光谱和余辉测试仪对材料的发光特性进行了表征,用XRD研究了其晶体结构的变化。XRD结果表明,在复合助熔剂范围内(x=0~1.0)均可获得单相性的Y₂O₂S:0.09Ti磷光体。同时发现复合助熔剂比例不同制备的样品中,Y₂O₂S:0.09Ti磷光体晶体择优取向也发生明显的变化,且高比例Li₂CO₃有助于Y₂O₂S:0.09Ti磷光体的晶体形成。复合助熔剂比例x对样品的激发峰与发射谱主峰位置(565nm)基本没有影响;但助熔剂比例x对发射峰强度则有明显影响,随着x增加,该磷光体的发光强度先增后减,在x=0.8时发光强度最大。     

稀土掺杂的NaGdF4上转换发光材料的合成与发光特性研究

采用水热法制备了一系列不同掺杂浓度的NaGdF₄:Re(Re=Tm³⁺,Er³⁺,Yb³⁺)上转换发光粉。通过X射线衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)和上转换发射光谱对样品进行了表征。XRD研究结果表明:合成的样品均为六方结构NaGdF₄。估算的平均晶粒尺寸为41~43 nm。在980 nm红外光激发下,Er³⁺和Yb³⁺共掺杂的NaGdF₄发光粉发出分别来自于Er³⁺离子²H_{11/ 2},⁴S_3/2→⁴I_15/2跃迁的绿光和⁴F_9/2→⁴I_15/2跃迁的红光发射,Tm³⁺和Yb³⁺共掺杂的NaGdF₄发光粉发出分别来自Tm³⁺离子的¹G₄→³H₆跃迁的蓝光、¹G₄→³F₄和³F_2,3→³H₆跃迁的红光和³H₄→³H₆跃迁的近红外光发射。Er³⁺,Tm³⁺和Yb³⁺共掺杂的NaGdF₄发光粉的发光强度及红、绿、蓝光发射的相对强度受Yb³⁺离子掺杂浓度的影响。对样品中可能的上转换发光机制进行了讨论。计算的色坐标显示:可通过改变掺杂离子浓度对上转换发光的颜色进行调控。     

闪烁晶体的发光研究进展

概述了近年来闪烁体发光研究的进展,主要介绍用于未来高能物理实验的新型闪烁体发光机理研究,选取我们在研BaF₂,BaF₂:RE,CeF₃以及PbWO₄中的一些新进展。重点谈及三点:(1)在BaF₂的“价带^→芯带”跃迁发光研究基础上进行稀土(Gd³⁺-Eu³⁺)掺杂时观察到的量子剪裁以及对多光子发光的新思考;(2)CeF₃晶体发光的级联能量传递中,Ce³⁺(290nm发射带)与缺陷发光中心(340nm发射带)间能量传递及其传递效率的温度依赖;(3)PbWO₄晶体的发光中心研究中,提出以“WO₄^-2+O_i”绿光中心替代“WO³+F”中心观点的依据。同时也简介了医用闪烁体的最新进展。     

Photoluminescence from surface states in MgO and CaO powders

Photoexcitation spectra of luminescence from activated MgO and CaO powders have been obtained over the wavelength range 120–300 nm at sample temperatures down to 10 K. These spectra show broad features attributable to electronic transitions of O^2? ions in coordination states varying from 6-fold (bulk ions) to 3-fold. O^2? ions in 4 and 5-fold coordination contribute a broad inhomogeneously broadened spectral feature centered at 225 and $\text{\$}\text{?}$250 nm in MgO and CaO powders, respectively. This feature is interpreted as a surface exciton band well separated in energy from the bulk exciton band at 160 and 180 nm, respectively. An interaction between discrete bulk exciton levels and these surface bands yields dispersion-like structure superimposed on the broad surface photoexcitation bands.     

In2O3:H03+,Yb3+纳米晶的制备与上转换发光

以乙二醇为溶剂,采用低温溶剂热法制备了H03+/Yb3+共掺杂In2O3纳米晶.利用X射线晶体衍射 (XRD)、透射电子显微镜(TEM)对粒子的结构和形貌进行表征,结果表明,合成的样品为纯的立方相In2O3,颗粒尺寸约为30nm.通过上转换发光(UCL)光谱研究了粒子的上转换发光性质,在980nm半导体激光激 发下...     

Y3+和Gd3+对LaBO3:Eu3+发光粉结构和发光性能的影响

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了系列不同掺杂浓度Y³⁺和Gd³⁺的LaBO₃∶Eu³⁺发光粉,对其结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD研究结果表明：发光粉的结构与基质掺杂离子的种类和掺杂浓度有关系。荧光光谱结果表明：适量比例Y³⁺和Gd³⁺离子掺杂将提高LaBO₃∶Eu³⁺发光粉的发光强度。Y³⁺和Gd³⁺离子最佳掺杂摩尔分数分别为1.5%和12.5%。⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值说明：掺杂改变LaBO₃∶Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性。发光性能改变主要受晶体结构、掺杂离子电负性影响。Gd³⁺离子掺杂更有利于发光粉结构稳定性和发光性能的改善。     

Luminescent properties of Ce in MSO4 (M: Ca, Sr and Ba) and the effect of Na co-doping

The optical properties of Ce³⁺ in CaSO₄, SrSO₄ and BaSO₄ are reported. The Ce³⁺ ion shows 4f⁰5d¹→²F_5/2,²F_7/2 luminescence in all three sulphates. Co-doping with Na⁺ does not change the local surrounding of the Ce³⁺ ion, but enhances the amount of Ce³⁺ ions built in. Under optical excitation, besides the typical Ce³⁺ doublet emission in the ultraviolet spectral region, band emission around 445 nm was observed. This band emission was not assigned to emission from a Ce³⁺ centre, but to emission from an impurity-trapped exciton. Under X-ray excitation, both Ce³⁺ emission and an emission band around 380 nm was observed. This band was assigned to emission from a self-trapped exciton.