水热法制备不同粒度GdVO4∶Eu3+纳米荧光粉及发光性能研究

采用水热法在不同pH条件下制备出不同晶粒度GdVO4∶ Eu3+荧光粉.利用X射线衍射、扫描电镜和荧光光谱对GdVO4∶ Eu3+的结构、形貌和发光性能进行了研究.讨论了溶液的pH对晶粒尺寸的影响.结果表明:合成的样品均为单一的GdVO4四方晶相,纳米晶的一次性平均粒径分布在19～41 nm.反应溶液pH为6时,合成样品平均晶粒尺寸最小.激发带主要来自于V-O的电荷迁移带,发射光谱的主发射峰来自于5D0→7F2电偶极跃迁,不同pH值条件下制备的样品的电荷迁移带、发光强度、发射峰相对强度有所不同.     

PVP辅助水热合成GdF3∶ Eu3+纳米晶及发光性质研究

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,采用水热法制备了GdF3∶Eu3+纳米晶.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和荧光光谱对样品进行了表征.XRD研究结果表明:制备的样品为正交结构的GdF3纳米晶.PVP的使用有利于减小晶粒尺寸和提高颗粒的均匀性.发射光谱研究结果表明:位于594 nm处的主发射峰来自于Eu3+的5 D0→7F1磁偶极跃迁.5D0→7F1与5 D0→7 F2跃迁发射强度比值表明:以PVP为表面活性剂制备的样品中Eu3+的局域对称性相对下降.激发光谱研究结果表明:Gd3+与Eu3+之间有较好的能量传递.纳米晶表面的PVP可能与稀土离子之间形成配位键.     

退火温度对ZnO:Eu3+纳米晶发光性质的影响

利用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了ZnO:Eu3+纳米晶,观察到纳米ZnO基质中稀土Eu3+在575nm、 595nm、611nm和653nm附近的特征发射.分析了样品X射线衍射强度、光致发光的峰值强度与退火温度关系.给出了稀土Eu3+激发态5D0→7F1、5D0→7F3、5D0→7F0和5D0→7F2的发射机制,证实了稀土Eu3+的特征发射激发能主要来源于稀土离子内部4f电子跃迁.     

碳酸氢铵共沉淀法制备(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米材料及光谱特性

以碳酸氢铵作沉淀剂采用共沉淀法制备了(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米粉体.用FT-IR、DTA/TG、XRD和SEM对样品进行了表征,并用荧光光度计分析了样品的发射光谱.结果表明:碳酸氢铵为沉淀剂,先驱沉淀物经150 ℃干燥,800 ℃煅烧保温2 h时,合成了近似球形、粒径均匀、约为15～20 nm、分散性好的(Y,Gd)2O3: Eu3+纳米粒子.随着掺入Eu3+浓度的增加, 发射峰强升高;当掺入5 mol;的Eu3+时,峰强最大; 当Eu3+的含量高于5 mol;时出现了浓度猝灭,峰强反而降低.     

水热法合成Gd2O3∶Dy3+纳米棒及发光性能

以氢氧化钠为沉淀剂,采用水热方法制备了Gd2O3∶Dy3+纳米棒.通过红外光谱、扫描电镜及X射线衍射对前驱体及目标产物的物相结构、微观形貌进行了分析表征,通过荧光分光光度计测试了所得Gd2O3∶Dy3+的发光性能.结果表明:水热前驱体为六方相氢氧化钆(镝),经900℃焙烧得立方相的Gd2O3∶Dy3+.所得G d2O3∶Dy3为直径约100 nm,长度约500 nm～1μm的纳米棒.其激发光谱由一系列激发峰组成,峰值分别位于239 nm、279 nm、314 nm、353 nm,最强峰位于279 nm处;发射光谱主要由两部分组成,分别为460 ～500 nm的蓝光和560～590nm的黄绿光发射峰(带),均属于Dy3+的特征发射,且后者的强度远高于前者,因此,在紫外光激发下呈黄光发射.     

Nd^3＋：Gd3Ga5O12晶体的室温吸收光谱和荧光光谱

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石 (Nd3 + :GGG)激光晶体。研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质 ,分析了Nd3 + :GGG晶体4F3 / 2 →4I11/ 2 能级跃迁与 1.0 6 μm附近的荧光谱线之间的关系。吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是 4 .32× 10 -2 0 cm-2 ,2 .3× 10 -19cm-2 ,2 4 0 μs,比较了Nd3 + ∶GGG和Nd3 + ∶YAG的物理参数 ,实验表明 :Nd3 + ∶GGG较Nd3 + ∶YAG有一系列的优点。     

共沉淀法制备Gd3（In,Al）5 O12∶Ce石榴石粉体

将Gd2O3、In2O3、NH4Al(SO4)2·12H2O和Ce2(CO3)3试剂溶入稀硝酸制取可溶盐混合溶液,采用NH3·H2O和NH4 HCO3混合溶液沉淀剂,通过共沉淀法获得碱式硫酸碳酸复合盐水合物前驱体,经950℃以上温度烧结处理制备出立方晶系GIAG∶Ce石榴石粉体。应用红外光谱和差热分析研究了前驱体所含特征官能团和热化学行为,应用X射线粉末衍射分析了前驱体经不同温度烧结所出现的物相变化,应用表面电镜和粒度分析表征了GIAG∶Ce粉体的SEM形貌和粒度分布,GIAG∶Ce粉体的荧光光谱呈现365 nm和450 nm两个发光峰,表明Ce3+离子已固溶进入粉体介质晶格。     

Eu2+掺杂的Sr10P6O24C12荧光粉的制备及性能

采用固相法制备了Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉,确定了适用于Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉制备的方法及工艺条件,并利用XRD、激发光谱和发射光谱等方法分析表征样品的结构和光学性能.研究了Eu2在基质中所占的格位以及Eu2+浓度对样品发光强度的影响.实验结果表明,原料在900～1100℃下烧结4h,制得了能够发射较好蓝光的Sr10P6O24Cl2∶Eu2+荧光粉.     

表面活性剂对水热合成Gd2O3∶Eu3+性能的影响

以碳酸氢铵作为沉淀剂,分别以聚乙二醇-1000(PEG-1000)、十二烷基磺酸钠(DSASS)、十六烷基三甲基溴化铵( CTAB)、乙二醇(EG)为表面活性剂,采用水热法制得了棒状Gd2O3∶ Eu3+微晶.用XRD、SEM、荧光光谱仪等分别对样品的物相结构、微观形貌和发光性能进行了研究.结果表明:采用不同的表面活性剂所得前驱物经800℃下焙烧均得到了纯立方相的Gd2 O3∶Eu3+微晶,颗粒基本呈棒状,分散性较好,但长径比不同.以PEG-1000为表面活性剂所得样品尺寸不均一,尺寸分布范围较宽;以DSASS、CTAB、EG为表面活性剂所得样品直径较小、长度较短,且尺寸分布范围较窄.棒状Gd2O3∶Eu3+微晶主发射峰位置均在613 nm,属于5D0→7F2跃迁,呈红光发射;激发光谱中电荷迁移态发生了红移,主激发峰位于261nm.表面活性剂种类对发射峰和激发峰强度影响较大,由强到弱的顺序为:PEG-1000＞ DSASS＞ CTAB＞ EG.     

白光LED用红色荧光粉SrMoO4: Eu3+,Gd3+的制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Sr1-x-yMoO4∶ Eu3+x,Gd3+y,分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫面电镜(SEM)和荧光光谱(PL)的测定.结果表明:所合成的样品均为单一纯相四方晶系结构,添加Gd3+(为0.35mol时)使主衍射峰的位置右移了0.35°;SEM照片显示:SrMoO4∶ Eu3+和SrMoO4∶Eu3+,Gd3+颗粒尺寸分布相对均匀,为类方块状,颗粒大小约为1～3μm;Gd3+和Eu3+的共掺得到的SrMoO4∶ Eu3+,Gd3+在616 nm处主发射峰的发光强度约是SrMoO4∶Eu3+的2.09倍;当掺杂x=0.25 mol和y=0.35 mol时,在近紫外光(395 nm)激发下,SrMoO4Eu3+,Gd3+得到616 nm处红光发射极峰.     

SrCeO3:Sm3+红色发光粉的制备及发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了SrCeO3∶Sm3+红色荧光粉,用XRD、SEM、FL分析表征了样品的结构、形貌及发光性能。研究了助熔剂H3BO3对其发光性能的影响。结果表明:样品为具有正交晶系结构的SrCeO3晶型,呈椭球型结构。荧光光谱测试结果表明:Sm3+掺杂的SrCeO3在紫外波段有两个吸收带,一是峰值位于320 nm左右的宽吸收带,归属于Ce4+→O2-的电荷迁移带,另一个为峰值位于408 nm的锐线吸收带,对应于Sm3+的6H5/2→4L13/2跃迁吸收;在波长408 nm的激发下,样品发红光,发射主峰位于601 nm,对应于Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁。样品的发光强度随着Sm3+和助熔剂H3BO3加入量的增加先增强,后减弱。当Sm3+的掺杂量为3mol%,H3BO3加入量为0.5 mol%时,发光强度最大。     

微下拉法生长Tb3AlxGa5-xO12磁光晶体及其性能表征

Tb₃Ga₅O₁₂晶体是一种具有良好磁光性能的主流商用材料,但生长过程中存在严重的氧化镓挥发问题,导致晶体难以满足高功率应用的发展需求,而菲尔德常数较大的Tb₃Al₅O₁₂晶体的不一致熔融特性使该晶体难以生长,因此亟需探索新型高质量磁光晶体以满足高功率应用需求。基于此,本文采用微下拉法在高纯氩气和二氧化碳混合气氛下生长了Tb₃Al_xGa_5-xO₁₂(TAGG)系列高掺铝磁光晶体。摇摆曲线测试结果表明TAGG磁光晶体拥有高结晶质量。透过光谱和磁光特性测试结果表明,与传统Tb₃Ga₅O₁₂晶体相比,TAGG磁光晶体具有更高的透过率和更大的菲尔德常数,是一种非常有潜力的可应用于高功率激光系统的低成本磁光材料。     

新型长余辉发光材料CaAl2O4:Eu2+的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备稀土Eu2掺杂的CaAl2O4长余辉发光样品.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对所制备的样品进行结构表征分析,探讨Eu掺杂量为(助熔剂为0.3 mol％的H3 BO3)0.5mol％、4.5 mol％、6.5 mol％情况下,合成CaAl2O4体系荧光粉的发光性能.研究结果表明:样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于442 nm左右,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁,所发光正是人眼感觉最舒适的蓝光.蓝色荧光粉Ca0.995Al2O4∶ 0.5％ Eu2+的发光强度最好,并且在此含量下,样品的颗粒较小且分别均匀,形貌较好.     

Ce3+∶GdLu2Al5O12/Al2O3共晶微结构及其发光性能

稀土共晶闪烁体是通过定向凝固晶体生长技术,将具有不同折射率的两相制备成具有射线探测功能的共晶材料,其中含有激活离子的闪烁体相的折射率高于基质相。在高能射线辐照下,闪烁体相将入射高能射线转换成荧光,然后,荧光在闪烁体相和基底相的界面以全反射的形式实现定向输出,从而有效提高辐射探测成像的空间分辨率。本工作采用微下降法成功生长得到φ3 mm×117.0 mm 的1.0%(原子数分数)Ce∶GdLu₂Al₅O₁₂/Al₂O₃闪烁共晶样品。通过切割抛光加工得到φ3 mm×2.0 mm的共晶薄片,并将该共晶薄片进行微观结构、能谱分析和荧光性能等表征和测试,结果表明所得到的共晶样品由Ce∶GdLuAG和Al₂O₃两晶相构成,微观结构呈现出“中国结”结构,并在生长方向呈现出一定的有序排列。荧光光谱测试表明该共晶材料存在Gd³⁺-Ce³⁺间的能量传递,具有典型的Ce³⁺辐射跃迁,其中双宽峰发射峰最强位于560 nm。此外,根据生长速率对共晶样品发射峰强、峰位以及荧光寿命影响,优化出最佳下拉生长速率为4.0 mm/min。     

微波辅助凝胶燃烧法合成红色荧光粉Ca2MgSi2O7:Eu3+及性质研究

采用微波辅助凝胶燃烧法制备了Ca2MgSi2O7∶Eu3+红色荧光粉,运用XRD、荧光分光光度计等对合成样品进行分析表征,并探讨了焙烧温度、助熔剂用量、Eu3+浓度等对样品发光性能的影响。结果表明:所得样品为四方晶系的Ca2MgSi2O7晶体结构。Ca2MgSi2O7∶Eu3+的激发光谱由一宽带和一组锐线峰组成,分别归属于Eu3+-O2-之间的电荷迁移态和Eu3+的f→f跃迁。样品的发射光谱主要由两个强发射峰组成,分别位于591 nm和619 nm处,属于Eu3+的5D0→7F1磁偶极跃迁和5D0→7F2的电偶极跃迁。研究发现:当焙烧温度为1000℃、助熔剂H3BO3用量为15%时,样品发光性能较好;Eu3+浓度(x)对样品Ca2-xMgSi2O7∶Eu3x+的发光强度影响较大,当Eu3+浓度x在0.02～0.16范围内变化时,随着Eu3+浓度的增加,样品的发光强度不断增加,未出现明显的浓度猝灭现象。     

PEG-400辅助水热合成NaLa(WO4)2及掺杂Eu3+发光性能的研究

通过PEG-400辅助水热法制备了NaLa(WO4)2,利用XRD、SEM、FTIR、TG等方法对粉体的结构、形貌、成分进行了表征.研究结果表明,pH值变化从pH=1.0到pH=9.0时,产物会发生由WO3-NaLa(WO4)2的物相转化.在180℃,pH =9.0,VPEG-400∶VH2O=1∶1时获得单分散“千层酥”状三维微晶NaLa(WO4)2,Eu3+掺入后,在λex=394 nm的激发波长下,Eu3+的5D0→7F2的跃迁强度远大于5D0→7F1的跃迁强度,Eu3+处于NaLa(WO4)2晶格非反演对称中心位置,粉体表现出较强的红光发射,继续增大Eu3+掺杂量至20mol;,会出现浓度猝灭.     

Growth and properties of Nd:Lu3Ga5O12 laser crystal by floating-zone method

Neodymium (Nd) doped lutetium gallium garnet (Nd:Lu₃Ga₅O₁₂, Nd:LuGG) single crystal was successfully grown by the optical floating-zone method for the first time to our knowledge. Its absorption and luminescence spectra at room temperature were measured. By using the J–O theory, the spectral parameters of Nd:LuGG were calculated, which indicated that Nd:LuGG should possess comparable and even better laser properties than Nd:YAG. The maximum output power of 855 mW at 1062 nm was achieved with slope efficiency of 23.4% under a pump power of 5.2 W, and optical conversion efficiency of 16.4%. All the results show that Nd:LuGG is a potential laser material.     

表面活性剂辅助合成Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料

以表面活性剂十二烷基硫酸钠为均匀分散剂,通过液相与固相相结合的方法制备了Y2O2S∶Eu3+,Mg2,Ti4+红色长余辉材料.采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发与发射光谱、热释光谱等手段对材料进行了表征.研究结果表明,与高温固相法相比,样品的最低合成温度与最佳合成温度均降低了200～300℃,其发光特性没有改变,表面活性剂的添加影响了样品的形貌.同时,对表面活性剂引入后,Y2O2S∶Eu3+,Mg2+,Ti4+的生长机制和发光机理进行了讨论.     

不同晶体结构Gd2(MoO4)3:Eu3+荧光粉的合成及其发光性能研究

采用溶胶凝胶-燃烧法,柠檬酸为络合剂合成出系列Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对样品的结构、形貌和发光性能进行了研究.XRD分析表明:稀土离子与柠檬酸为1:0.5时,800℃热处理获得单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉.单斜结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉到正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的转换可以通过改变稀土离子与柠檬酸摩尔比和热处理温度等合成条件实现.Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的形貌受合成条件的影响.荧光光谱研究表明:Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉的主发射峰位于616 nm处来自于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁.正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺荧光粉发射强度明显高于单斜结构的荧光粉.计算⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值表明:正交结构的Gd₂(MoO₄)₃:Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性较高。