Gd2O3:(Ce3+,Eu3+)微晶中稀土离子间的级联能量传递

本文了纳米Gd2O3:(Ce^3 ,Eu^3 )的紫外与真空紫外（UV-VUV)激光谱及其选择激发下的荧光光谱,这些光谱实验表明,除Gd2O3基质与Ce^3 ,Eu^3 离子之间的能量传递外,还存在着Gd^3 与Ce^3 ,Eu^3 间的能量传递,即存在Gd^3 →Ce^3 →Eu^3 三种稀土离子间的级联传递。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备及发光性能

采用低温燃烧合成法制备了Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。用X射线衍射仪（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和荧光光谱仪分别对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究。结果表明，改变甘氨酸与稀土离子的比例（G／M）、退火温度可以制备出不同结构和晶粒尺寸的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶。在退火温度为800℃，G／M等于0．83和1．0时，均得到了纯立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶，随着G／M的增加，Gd2O3：Eu^3＋从立方相逐渐向单斜相转变。粉末的晶粒尺寸随着退火温度的增高而增大，晶粒尺寸在10-30nm之间。立方相的Gd2O3：Eu^3＋纳米晶主发射峰位置在612nm（^5D^0→^7F2跃迁），激发光谱中电荷迁移态发生了红移。     

ZnO∶Eu3^＋纳米晶的制备及发光性质研究

为了探讨稀土Eu^3＋与纳米ZnO基质之间的能量传递,利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备了ZnO∶Eu^3＋纳米晶,测量了样品的X射线衍射谱（XRD）、光致发光谱（PL）和激发谱（PLE）。X射线衍射结果表明,ZnO∶Eu^3＋具有六角纤锌矿晶体结构。观察到稀土Eu^3＋强而窄的特征发射和ZnO基质弱而宽的可见发射。分析了稀土Eu^3＋激发态5^D0→7^F1,5^D0→7^F3和5^D0→7^F2特征发射机制。给出了Eu^3＋离子特征发射的峰值强度随掺Eu^3＋浓度增加而增强的变化关系,证实了纳米ZnO基质与稀土Eu^3＋离子之间存在能量传递。比较了Eu^3＋离子5^D0→7^F1磁偶极跃迁（MD）与5^D0→7^F2电偶极跃迁（ED）的相对强度,证实了在ZnO纳米晶基质中大多数Eu^3＋占据了对称性较低的格位。     

变温下Y2O3∶Eu3+纳米晶的荧光光谱和动力学过程

通过分析影响Y2O3:Eu3+在488nm激光激发下的5D0→7F2变温荧光发射强度的因素,建立起公式并对实验数据进行拟合,得到纳米晶的温度猝灭速率大于体材料的温度猝灭速率.测得Y2O3:Eu3+纳米晶和体材料的5D0→7F2发射峰的变温线宽,通过内应力和量子限域效应对其不同进行了解释.测量了Y2O3:Eu3+在共振激发下的5D0能级的荧光衰减时间随温度的变化,又利用公式对其进行拟合,得出了相比于体材料,纳米晶的辐射跃迁速率和无辐射跃迁速率均增大,但量子效率变小的结论.然后利用晶格畸变和表面态效应对上述结 关键词： 温度猝灭 Y2O3:Eu3+纳米晶 荧光衰减 线宽     

变温下Y2O3∶Eu3+纳米晶的荧光光谱和动力学过程

通过分析影响Y2O3: Eu3+在488nm激光激发下的5D0→7F2变温荧光发射强度的因素,建立起公式并对实验数据进行拟合,得到纳米晶的温度猝灭速率大于体材料的温度猝灭速率.测得Y2O3: Eu3+纳米晶和体材料的5D0→7F2发射峰的变温线宽,通过内应力和量子限域效应对其不同进行了解释.测量了Y2O3: Eu3+在共振激发下的5D0能级的荧光衰减时间随温度的变化,又利用公式对其进行拟合,得出了相比于体材料,纳米晶的辐射跃迁速率和无辐射跃迁速率均增大,但量子效率变小的结论.然后利用晶格畸变和表面态效应对上述结论进行了解释.     

纳米Y2O3:Eu3+中S6格位电荷迁移带的光学特性

在Y2O3：Eu^3 体材料和纳米材料中,观察到紫外激发下处于S6格位的Eu^3 的^5D0→^7F1发射(582nm)的强度,相对处于C2格位的^5D0→^7F0发射(580nm)的强度,随着激发波长在200—300nm紫外区由长变短而增强。这一现象说明Y2O3：Eu^3 中两种格位的电荷迁移带及基质激发的性质不同。光谱分解得出S6格位的电荷迁移带位于C2格位电荷迁移带的高能侧,Y2O3基质倾向于向S6格位进行能量传递。与体材料相比,两种格位的电荷迁移带在纳米材料中都发生红移;相对于C2格位的电荷迁移带,S6格位的电荷迁移带强度在纳米材料中比在体材料中明显降低,并对结果进行了讨论。     

原材料Y2O3的结晶性对Y2O2S:Eu3+发光特性的影响

为进一步提高Y2O2S：Eu^3＋的发光性能,采用改善主要原材料Y2O3结晶性的方法,使Y2O2S：Eu^3＋红色荧光粉在20kV和25kV下发光强度分别增强5％和10％,且不影响色度、粒度、粉体分散性等主要考核指标。提高了粉体的耐电压特性（发射强度与激发电压间的关系特性）。讨论和分析了发射强度增强、电压特性改善的原因：主要原材料Y2O3的结晶性的改善,使得合成的Y2O2S：Eu^3＋具有更好的晶体质量,Eu^3＋离子品场环境得到进一步改善,从而减弱了无辐射过程及因晶格畸变所造成的能量损失,发光效率得到增强,电压特性得刮改善。文验表明,获取高质量多晶Y2O3的最佳分解温度为1400℃左右。     

立方相Y2O3:Eu纳米晶中C2格位Eu3+的5D0能级量子效率

采用化学自发燃烧法制备了立方相不同粒径的纳米晶Y2O3:Eu(1 mol%),并通过退火处理得到了体相材料,测量了它们的发射谱和处在C2格位上Eu3 的5D0能级室温和10 K下的荧光衰减曲线.利用发射光谱数据计算了Eu3 在不同粒径纳米晶体Y2O3中的光学跃迁强度参数Ωλ(λ=2,4),通过对室温和低温下5D0能级荧光衰减的测量,用两种不同方法估计了处在C2格位上Eu3 的5D0能级的量子效率,对所获得的结果进行了讨论,并对两种获得量子效率不同方法进行了评价.     

纳米Gd2O3中两种格位Eu3+的电荷迁移态激发跃迁

观测了粒径分别为15,23,135m的立方相Gd2O3：Eu^3 的选择激发光谱、发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米Gd2O3：Eu^3 的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光谱中位置相一致。通过电荷迁移带不同位置的选择激发光谱可以分辨出立方相Gd2O3：Eu^3 中C2和S6格位Eu^3 的发光,从选择激发的发射光谱和激发光谱结果计算出C2和S6格位电荷迁移带的激发光谱,与实验结果相符合。     

含Eu3+离子的Na2O-K2 O-SiO2-Al2O3系统玻璃的制备及其变温发射光谱与结构特性

通过高温熔融法制备了含Eu^3 离子的Na2O-K2O-SiO2-Al2O3系统玻璃。在488nm波长光的激发下，系统地研究了上述玻璃从77K到700K温度范围的变温发光特征。发现总的荧光强度首先随温度的升高而大幅度升高，然后随温度的升高而减少，用声子辅助吸收与热激活过程及温度淬灭效应定性地解释了上述强度的变化，同时测量与分析了Eu^3 离子的晶格场参量。结果表明，Eu^3 离子与氧离子的距离随着温度升高而变短，而Eu^3 离子的配位数不随温度而变化。     

SnO2 ∶ Eu3+ 纳米晶的水热法制备及发光性能

采用水热法制备了Eu³⁺掺杂SnO₂纳米发光粉,样品在不同温度下热处理得到不同粒径尺寸的纳米颗粒。利用X射线衍射(XRD)与光致发光(PL)谱对样品进行表征。XRD分析表明:SnO₂ ∶ Eu³⁺样品均为纯相 金红石结构。PL测量表明:水热法直接制备的样品的激发谱由Eu³⁺的f-f本征激发峰组成,而经过热处理后样品的激发谱由O^2--Eu³⁺电荷迁移带和Eu³⁺的f-f本征激发组成;样品的发光强度与颗粒大小有密切关系。     

Eu3+摩尔浓度对Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料光谱的影响

用高温固相法制备了Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 红色长余辉材料。测量了该材料的余辉曲线,余辉时间为1h以上;由X射线衍射得到晶体结构为Y2O2S.测量了不同Eu^3 摩尔浓度下的激发光谱和发射光谱,得到从^5DJ(J=0,1,2,3)^-7FJ(J=0,1,2,3,4,5)的发射谱线,并得到位于260,345,468和540nm激发峰。由于激活剂饱和效应,Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 发射光谱中513．6,540．1,556．4,587．3和589．3nm属于从^5D2,^5D1到^7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁的发射峰随Eu^3 摩尔浓度的增加相对削弱;激发谱包括位于350nm左右属于电荷转移态吸收(Eu^3 -O^2-,Eu^3 -S^2 )的激发主峰和在可见光区位于468,520和540nm属于Eu^3 离子4f-4厂吸收的激发峰。随着Eu^3 摩尔浓度的增加,位于468,520和540nm的激发峰相对增强。     

Photoluminescence properties and energy transfer in Y_2O_3:Eu~(3+) nanophosphors

The photoluminescence(PL) properties of Y2O3:Eu3+nanophosphors were systematically investigated with the goal of improving the color quality and quantum efficiency of Y2O3:Eu3+nanophosphors for potential applications in nanoscale devices. The emission spectra, excitation spectra and fluorescence decay curves were employed to trace the energy transfer process from Eu3+at C3isite to Eu3+at C2site. The experimental results show that the energy transfer process becomes more and more efficient with the increase in the Eu3+concentration. The emission of Eu3+at C2site is favorable because it has high radiative efficiency and better color quality. The successful suppress of the emission Eu3+at C3iis especially important for its applications in general illumination or display technology. The quantum efficiency and color quality of Y2O3:Eu3+can be improved by controlling the energy transfer between the Eu3+at S6site and Eu3+at C2site.     

Ba2RV3O11(R=Y,Gd,La):Eu3+(或Dy3+,Bi3+)的合成及发光性能的研究

本文报导了Eu3+,Dy3+在Ba2RV3O11(R=Y,Gd,La)基质中的光谱性质、Bi3+对Dy3+发射强度的影响及温度对Dy3+发射强度的猝灭情况.研究了被取代离子R3+(R=Y,Gd,La)对基质电行迁移带、Eu3+的红橙比、Dy3+黄蓝比的影响,还给出了Dy3+的浓度猝灭值.     

Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用传统高温熔融法合成了玻璃组成为B2O3-GeO2-15GdF3-(40-x)Gd2O3-xEu2O3(0≤x≤10)的Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃。在硼锗酸盐玻璃基质中,Gd2O3和GdF3稀土试剂的总含量高达55%,从而确保其密度高于6.4 g/cm^3。闪烁玻璃的光学性能通过光学透过光谱、光致发光光谱、X射线激发发射(XEL)光谱和荧光衰减曲线来表征。玻璃中Gd^3+→Eu^3+离子的能量传递通过激发光谱、发射光谱和Gd^3+-Eu^3+离子间距得到证明,同时也确定了在紫外线和X射线激发下Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃的最佳浓度。Judd-Ofelt理论分析了玻璃中Eu―O键的共价性随Eu^3+掺杂浓度增加而显著增强。Eu^3+激活氟氧硼酸锗酸盐闪烁玻璃在80~470 K温度范围内荧光衰减曲线和发射光谱的温度依赖关系最终证实了其具有较好的发光稳定性。     

Eu3+或Tb3+掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱

采用燃烧法制备了不同Ln³⁺(Ln=Eu或Tb)掺杂浓度和不同平均粒径的Y₂O₃:Ln纳米晶体粉末和体材料样品。研究发现随着粒径的减小,Y₂O₃:Eu电荷迁移带的位置发生红移;并且,由于存在于近表面低结晶度环境中的Eu³⁺数量的增加,小粒径样品(5nm)的电荷迁移带还向长波方向发生了明显的展宽。实验中还观察到Y₂O₃:Tb纳米晶激发谱中4f5d(4f⁸→4f⁷5d¹)跃迁吸收对应激发峰(带)的谱线形状随样品粒径变化存在较大的差异,这是由于Tb³⁺存在于近表面的低结晶度和颗粒内部的高结晶度两种不同环境中,Tb³⁺的4f5d跃迁在两种环境中对应的吸收峰位置不同,当样品粒径发生变化时Tb³⁺处于两种环境中的比例随之变化,造成相应吸收跃迁对应的激发峰(带)强度发生变化,并改变了激发谱的谱线形状。实验中还发现,随着Tb³⁺(或Eu³⁺)浓度的减小,Y₂O₃基质激子跃迁吸收的激发峰对比4f5d跃迁(或电荷迁移带)激发峰的相对强度随之增强。     

钒磷酸钇铕PDP用荧光粉的合成及其发光特性研究

采用共沉淀法成功合成了Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉,并利用SEM、变温紫外激光激发及真空紫外激发下的发射光谱对所合成粉体的表面形貌及发光性能进行了表征。试验结果表明,与高温固相合成法相比,共沉淀法合成的Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉的颗粒形貌好,发光强度明显提高;在325nm激光激发下,低温时存在基质VO4^3-的蓝色宽带发射,随着温度升高,VO4^3-吸收的激发能量逐渐传递给Eu^3＋,使其发光逐渐增强,当温度高于临界点时,Eu^3＋发射出现温度猝灭;Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉发射主峰位于619nm,色纯度好,且发光亮度与彩色PDP用商品红粉（Y,Gd）BQ：Eu^3＋相当。     

Eu3+在Y2O3-Bi2O3体系中发光性能的研究

Y2O3:Eu3+磷光体中的Eu3+在6100Å附近呈现很强的尖峰发射.这个磷光体虽然在阴极射线和短波紫外光(约2500Å激发下是十分有效的,但是对于长波紫外光激发却很不灵敏.Datta[2]於1967年报导在Y2O3:Eu3+磷光体中加入少量Bi3+,在3650Å长波紫外光激发下可增强Eu3+在6100Å的尖峰发射强度.     

纳米晶Y2O3:Eu3+红色荧光体的发光性质研究

研究了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光性质。结果表明 :该荧光体最大激发峰位于 2 5 2 6nm ,最大发射峰位于 6 13 4nm ,随着团聚尺寸的增加、煅烧温度的提高和助熔剂的加入 ,Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光强度增大 ;包膜工艺消除了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的表面缺陷和悬挂键 ,改善了其发光特性。     

Y(PV)O_4:Eu~(3+)荧光粉表面包覆Y(OH)_3的性能

采用化学共沉淀法对Y(PV)O4∶Eu3+荧光粉进行表面包膜处理,获得了表面均匀包覆Y(OH)3膜层的Y(PV)O4∶Eu3+荧光粉。用SEM、XRD等手段对其表面形貌、晶格结构性能进行了表征。结果表明:在Y(PV)O4∶Eu3+粉体表面均匀包覆Y(OH)3膜层后,Y(PV)O4∶Eu3+的晶格结构、发光性能没有改变,亮度较未包覆的荧光粉有较大提高,且没有发生色坐标偏移现象。