Ca_(0.9)Sr_(0.1)S∶Bi~(3+),Tm~(3+)荧光材料的光学性质

Ca0 .9Sr0 .1S∶ Bi3 + ,Tm3 +是一种复合掺杂复合基质荧光材料。在此给出了 4 40 nm和 52 0 nm发射的激发谱 ,2 50 nm到 3 50 nm的激发的发射谱 ,以及 4 0 0 nm到 52 0 nm的荧光衰减谱。紫外光区域的激发谱表明 ,Ca0 .9Sr0 .1S∶ Bi3 + ,Tm3 + 有两个主要的能量传递体系 ,3 2 5nm的复合掺杂中心 Tm3 + 的 CT跃迁激发体系 ,和Bi3 + 的自身激发体系。紫外激发的荧光发射谱的中心发射波长在 4 53 nm处。在电子和空穴陷阱同时存在时 ,It=I0 [( 1 +γet) ( 1 +γht) ]-n,对于 Ca0 .9Sr0 .1S∶Bi3 + ,Tm3 +材料 γh=0 .0 1 68,γe=0 .0 0 0 1 ,n=1 .1。Tm3 +的电子陷阱深度约为 0 .5e V,比复合基质中的正离子空位的空穴陷阱要深。考虑复合基质材料的线性关系 ,电子陷阱的深度可表示为 De=βe-αx;空穴陷阱的深度可表示为 Dh=( βhc-αhx) x+( βhs-αhx) ( 1 -x)。     

Sr3SiO5:Eu2+和Sr3SiO5:Eu2+, Dy3+荧光粉的黄色长余辉性质

用高温固相法制备了Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉.在紫外光辐照后, Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉具有明亮的黄色长余辉,源于Eu2 的4f65d - 4f7的跃迁.紫外光激发停止后,Sr3SiO5:Eu2 的余辉时间是4 h以上.余辉衰减曲线和热释光曲线说明了引入Dy3 离子可以产生大量的深陷阱和浅陷阱.产生的深陷阱使余辉时间延长到6 h以上.由热释发光曲线,根据热释光的通用级公式拟合了陷阱深度.Sr3SiO5:Eu2 和Sr3SiO5:Eu2 , Dy3 荧光粉是有应用前景的黄色长余辉材料.     

Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2Oy和Bi2Sr2Ca1-xYxCu2Oy系列单晶样品输运性质的对照研究

测量了Bi2Sr2Ca1-xPrxCu2Oy(x的范围从0到0.5)和Bi2Sr2Ca1-xYxCu2Oy(x的范围从0到0.41)系列单晶样品的ab平面电阻率ρab(T).两个体系都表现出独特的掺杂效应.对掺Pr系列,超导转变温度Tc随掺杂量的增加逐渐降低,同时剩余电阻率却大幅度增加.在Pr含量达到约0.5时,体系出现了超导-绝缘体转变.对掺Y系列,观测到在某温度T*处ρab(T)偏离了对温度的线性关系,这是赝能隙打开的典型表现.t*随Y含量的增加而增加,而Tc则被迅速压制.我们预期Pr的反常磁性和掺Pr系列未观察到赝能隙有关.     

Sc掺杂Ca3Si4的电子结构和光学性质

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法对Sc掺Ca3Si4的电子结构和光学性质进行了系统的计算和分析比较.研究结果为块体Ca3Si4是间接带隙半导体,带隙为0.372eV,价带主要是由Si的3s和3p及Ca的3d态电子构成,导带主要是由Ca的3d态电子构成,静态介电常数ε1(0)=19,折射率n0=4.35;吸收系数在能量3.024eV处达到最大峰值1.56×105cm-1.而掺杂Sc变为n型半导体;费米能级附近的导带主要则由Ca的3d态电子和Sc的3d态电子构成,静态介电常数变为ε1(0)=54.58,折射率n0=7.416;吸收系数在能量5.253eV处达到最大峰值1.614×105cm-1.通过掺杂有效调制了Ca3Si4的电子结构和光学性质,计算结果为Ca3Si4光电材料的设计与应用提供了理论依据.     

BaGa2Si2O8∶Eu^2+,Eu^3+,Pr^3+的发光性质及其防伪加密应用

采用高温固相法在单一基质中制备了具有多模态发光特性的系列荧光粉BaGa2Si2O8∶Eu2+,Eu3+,Pr3+,掺入适量的Pr3+可显著改善荧光粉的余辉发光性能。结果表明,该系列荧光粉在254 nm或365 nm的光激发下,具有不同颜色的光致发光和余辉发光,体现出多模发光特征;同时该系列荧光粉的余辉发光还具有不同的衰减时间。根据这些发光特性,选用合适的荧光粉制作了系列发光图案。相关典型应用示例表明,该发光图案的多模发光特征可应用于发光防伪应用,而基于其差异化的余辉衰减特性,还可以设计出可动态变化的余辉发光图案,从而增加发光防伪和加密的安全层级。     

纳米纤维状Sr3Al2O5Cl2∶Eu2+, Tm3+的白色长余辉性能

采用高温固相法在800 ℃下制备出系列白色长余辉荧光粉Sr3Al2O5Cl2∶Eu2+, Tm3+,并研究了它们的结构、形貌及发光性能.样品Sr2.91Al2O5Cl2∶0.04Eu2+, 0.05 Tm 3+具有单一晶相和纳米纤维结构.该样品在紫外光激发下表现出两个很强的宽带发射(分别位于~448 nm和~590 nm).它的余辉寿命大约是20 min.利用此种荧光粉所制作出的白光LED器件表现出很强的白光发射.     

Pt掺杂CdS光学性质的第一性原理研究

基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,运用Castep计算分析了Pt元素掺杂CdS结构,对本征CdS和掺杂晶体的能带结构、态密度以及光学性质进行了分析对比, 由掺杂前后的结果分析发现：Pt掺杂闪锌矿相CdS产生了新的能带,带隙明显缩小;CdS的吸收边产生红移,禁带宽度变窄,在可见光区具有较大吸收系数,提高了可见光的利用率,表现出较好的可见光光催化活性。     

新型红色荧光粉Na2Ca4(PO4)2SiO4:Eu3+,Bi3+的制备及发光特性

用高温固相法合成了用于白光LED的Na2Ca4(1-x-y)(PO4)2SiO4:xEu3+,yBi3+红色荧光粉.研究了助熔剂H3BO3、二次煅烧时间和稀土掺杂量等制备条件对样品发光性质的影响.结果表明,在1 200℃、助熔剂H3BO3加入量为样品质量的3.8%时可得到更有利于发光的α-NCPS基质,而且掺入Eu3+、Bi3+之后,基质的晶格结构没有发生明显变化;适宜的二次煅烧时间为1.5 h.Bi3+的共掺杂可以通过能量传递大幅提高Eu3+的发光强度,当Eu3+、Bi3+的摩尔分数分别为x=0.04和y=0.01时,粉体具有最强的红光发射.表明这种荧光粉是一种可很好用于近紫外芯片的白光LED的红色荧光粉.     

Tm3+单掺杂及Tm3+, Dy3+共掺杂YP1-xVxO4荧光粉的光谱性质

采用共沉淀法制备了Tm³⁺单掺杂及Tm³⁺,Dy³⁺共掺杂的YP_1-xV_xO₄荧光粉材料。给出了样品的XRD谱,获得了样品的SEM照片,对其发射和激发光谱也进行了测量。结果发现,随着钒酸根含量的增加,样品的激发带发生红移,这样的激发带能够满足白光LED用荧光粉的激发要求。在Tm³⁺,Dy³⁺共掺杂的样品中观测到了全色的发射,并且红、绿、蓝三个发射组分的比例也可以调整。我们计算了不同样品的色坐标,发现均在白光范围内,可见该体系样品有希望成为一种全色发射的白光LED用荧光粉。     

Superconductivity of Bi2 (Sr0.9Ca0.1)2 CuO y single crystals

Bi₂ (Sr_0.9Ca_0.1)₂ CuO _y single crystals were grown by the self-flux method. The temperature dependence of resistance and ac susceptibility measurements showed that the as-grown crystal is semiconductive between 4.2 K and 300 K. However, after annealing in air for more than 20 days the crystal became superconducting with a T _c of 66 K obtained from the R-T curve. The ac susceptibility data also showed a strong superconducting transition at 71 K. X-ray diffraction indicated that the structure of the as-grown and the annealed crystal both are orthorhombic. The T _c of 71 K of the Bi₂ (Sr_0.9Ca_0.1)₂ CuO _y crystal may be due to the increase of oxygen content in the crystal after the long-time annealing in air. It is suggested that the superconductivity of the Ca-doped 2201 phase of the Bi-based system, which up to now was found to have a T _c=7–22 K, is similar to the 2201 phase of the Tl-based system.     

Ca3La(BO3)3：Tb3+的合成与发光性质

高温固相反应法合成了Ca₃La(BO₃)₃:Tb³⁺光致发光材料。利用扫描电镜和激光衍射分析仪测定了样品的晶粒形貌及粒径大小分布,利用荧光分光光度计研究了Ca₃La(BO₃)₃:Tb³⁺的光致发光特性。确定了在Ca₃La(BO₃)₃基质中Tb³⁺离子浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机理;探讨了助熔剂Li₂CO₃、敏化剂Ce³⁺离子的加入对荧光粉发光强度的影响。     

长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(0.2%),Dy³⁺(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu²⁺:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy³⁺:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu²⁺的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu³⁺的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu²⁺充当空穴陷阱的可能性。     

ZBLAN玻璃中Nd3+,Tm3+,Yb3+的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料.Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%.在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱.在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱.实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光.由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制.蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4i9/2的跃迁.研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+:ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能最转移和交叉弛豫等上转换过程.其发光机理是Nd3+,TM3+和Yb3+离子之间的能量转移.根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响.当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱.     

LiMBO3 : Dy3+材料的发光特性

采用固相法制备了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料,并研究了材料的发光特性。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料的发射光谱均呈多峰发射,对应于Ca,Sr,Ba,其主发射峰分别是Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2(484,486,486 nm),⁶H_13/2(577,578,578 nm)和⁶H_11/2(668,668,666 nm)跃迁。监测黄色发射峰时,所得激发光 谱峰值位置相同,主激发峰分别为331,368, 397,433,462,478 nm,对应Dy³⁺的⁶H_15/2→ ⁴D_7/2,⁶P_7/2,⁶M_21/2,⁴G_11/2,⁴I_15/2和⁶F_9/2跃迁。研究了敏化剂Ce³⁺及电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺对LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料发光强度的影响。结果显示:加入敏化剂Ce³⁺提高了材料的发光强度,发光强度最大处对应的Ce³⁺浓度为3%;加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺后,材料的发光强度也得到了明显提高,但发光强度最大处对应的Li⁺、Na⁺和K⁺浓度不同,依次为4%、4%和3%。     

SrAl2O4:Tb3+,Ce3+发光材料的合成与发光特性

以高温固相法合成SrAl2O4:Tb^3 ,Ce^3 发光材料,蓄光后在暗室中观察发出明亮的绿光。利用X射线粉晶衍射仪对其进行了物相测定,扫描电镜对其进行了晶相与显微结构分析,分析结果表明,合成物为α-SrAl2O4属于单斜晶系。利用荧光分光光度计进行了光谱分析,测定了所合成样品的激发光谱和发射光谱,研究了Tb^3 含量与合成荧光粉发光强度的关系,在SrAl2O4:Tb^3 体系中加入Ce^3 ,发现Ce^3 可将能量传递给Tb^3 ,对Tb^3 起到了敏化作用。     

LiBaPO4:Eu3+材料的制备及发光特性

采用高温固相法制备了LiBaPO4:Eu3+红色发光材料,研究了Eu3+掺杂浓度、电荷补偿剂等对材料发光性质的影响.结果显示,在401nm近紫外光激发下,材料呈多峰发射,分别由Eu3+的5Do→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,主峰位于619 nm;监测619 nm发射峰,所得激发光谱由O2- →Eu3+电荷迁移带(200～350nm)和f-f高能级跃迁吸收带(350～450nm)组成,主峰位于401 nm.改变 Eu3+掺杂浓度,LiBaPO4:Eu3+材料的发射强度随之改变,Eu3+摩尔分数为5%时,强度最大;依据Dexter理论,得出浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用;添加电荷补偿剂提高了LiBaPO4:Eu3+材料的发射强度,且Li+和C1-的效果最好.     

LiSrPO4:Tb3+荧光粉的制备及发光特性

采用高温固相法合成了LiSrPO4:Tb3+发光材料,测定了荧光粉的激发光谱和发射光谱,该荧光粉的激发主峰位于330～390nm,属于4f→4f电子跃迁吸收,与UVLED管芯相匹配。在紫外激发下的发射峰由位于490nm(5D4-7F6)、545nm(5D4-7F5)、585nm(5D4-7F4)、622nm(5D4-7F3)的四组线状峰构成,对应Tb3+的特征跃迁,其中545nm处最强,呈现绿色发光。考察了掺杂离子浓度对样品发光效率的影响,Tb3+的最佳掺杂摩尔分数为9%,分析了其自身浓度猝灭机理,探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光强度的影响。LiSrPO4:Tb3+是一种适用于白光LED的绿色荧光材料。