Ce3+,Tb3+,Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理

通过正交试验,采用高温固相法制备了Sr2-x-y-zMgSi2O7∶xCe3+,yTb3+,zEu3+系列样品.使用X射线衍射仪和荧光光谱仪表征了样品的物相和发光性质,并讨论了Ce3+-Tb3+-Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系中的能量传递过程.实验结果表明,在327 nm波长激发下,所合成荧光粉的发射峰主要位于387 nm(蓝紫)、542nm(绿)和611 nm(红)处;分别以387,542和611 nm为监控波长,所得激发光谱显示荧光粉在327 nm处有最好的激发.在327 nm光激发下,系列样品发光进入白光区.最优化的荧光粉为Sr1.91MgSi2O7∶0.01Ce3+,0.05Tb3+,0.03Eu3+,其色坐标为(0.337,0.313),是一种潜在的发光二极管(LED)用白色荧光粉.     

NaF助熔剂对Sr2MgSi2O7:Eu2+,Zr4+荧光粉结构及发光性能影响

在还原性气氛下采用高温固相法合成了适合近紫外(λex=375 nm)激发的光致发光蓝色荧光粉Sr2MgSi2O7:Eu2+,Zr4+,研究了NaF助熔剂对Sr2MgSi2O7:Eu2+,Zr4+荧光粉晶体结构、颗粒形貌及发光性能影响。结果表明:适量的NaF助熔剂有利于样品的晶化,所获得样品的颗粒形貌更加规整,能有效降低中间粒径(D50)并控制粒径分布;只含中间颗粒(D50)样品的发光强度高于含全颗粒样品的发光强度;NaF助熔剂最佳添加含量为6%(质量分数),可使样品的发光强度提高446%;掺杂适量的Zr4+有利于样品的发光强度的提高,最后探索NaF助熔剂及掺杂Zr4+离子提高发光性能的机制。     

SrSi2O2N2∶Eu2+荧光粉的制备及性能研究

以SrCO3,Si3N4,Eu2O3为原料,在N2气氛下,采用自还原高温固相法制备了SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉。研究了该荧光粉的物相结构、发光性能和晶体形貌,同时对比在不同气氛下合成的荧光粉。结果表明,在N2气氛与N2/H2气氛下分别合成的SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉物相结构和光谱特性基本一致。显示出合成了主晶相SrSi2O2N2,但还含有少量未知的中间项。Eu2+浓度的变化不影响激发状态,而发射光谱的波长在Eu2+浓度为1mol%-20mol%之间,从530 nm的绿光红移至550 nm的黄绿光区域。同时,激发光谱覆盖的范围宽,均能有效的被UV或蓝光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用。     

白光LED用黄色荧光粉Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+的合成和发光特性

采用高温固相法合成了Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+系列荧光粉。在465 nm蓝光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于492、543和661 nm处,分别对应于Ho3+的5F3→5I8,(5S2,5F4)→5I8和5F5→5I8跃迁发射。研究了Ho3+和Al3+掺杂量对BaY2S4:Ho3+发光性能的影响。结果表明,随着Ho3+掺杂量的逐渐增大,荧光粉的发光颜色由绿色逐渐向红色转变;适量Al3+取代Y3+可以提高BaY2S4:Ho3+荧光粉的发光强度。荧光粉Ba(Y0.665Al0.3)2S4:0.07Ho3+在蓝光(465 nm)激发下发射黄光,是一种潜在的白光LED用黄色荧光粉。     

Tb3+在燃烧法制备的CaLaAl3O7粉体中的发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备了稀土TB3 掺杂的CaLa1-xAl3O7:xTb3 发光材料的前驱粉末,在低于700℃退火处理时,得到非晶态样品,而高于800℃退火处理后为纯相的CaLa1-xAl3O7:xTb3 粉末样品.通过三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Tb3 在CaLaAl3O7基质中的发光性能及Tb3 掺杂量、退火温度和柠檬酸与金属离子的配比等对发光强度的影响.结果显示.非晶态和晶态CaLa1-xAl3O7:xTb3 品都可发光,在240 nm波长光的激发下,CaLaAl3O7:Tb3 粉体产生Tb3 的特征发射峰,归属于5D4-7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,主发射峰位置均在543 nm处(5D4-7F5跃迁),随着粉末逐渐成相5D4-7F5跃迁明显增强.     

亚微米级Y3Al5O12∶Ce3+荧光粉的共沉淀法合成、表征及光致发光

以金属硝酸盐为原料,使用NH3·H2O-NH4HCO3混合沉淀剂,开展了以反滴化学共沉淀方式和两步煅烧法合成掺铈的钇铝石榴石(Y3Al5O12∶Ce3 )黄色荧光粉研究。采用DTA-TGA和XRD研究共沉淀法制备的前驱体粉末热分解与钇铝石榴石晶相形成过程,通过荧光光谱和SEM研究荧光粉光致发光及添加剂对其发光和形貌影响规律。结果表明,采用化学共沉淀法合成温度比传统高温固相法降低300℃以上;荧光粉粒径0.3～1μm,颗粒规则呈类球状;468nm激发下荧光粉发射峰为532nm;煅烧阶段添加氟化物,可使荧光粉的发射强度等发光特性明显提高,对控制Y3Al5O12∶Ce3 荧光粉的形貌有显著作用;与蓝光LED芯片封装后形成的白光LED色温Tc为5571K,光效率为45lm·W-1,显色指数Ra为79.9,色坐标为(0.3308,0.3476)。     

绿色荧光粉KNaCa2（PO4）2:Tb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法成功制备了KNaCa2(PO4)2:Tb3+绿色荧光粉,并研究了其发光性质。测量了其激发和发射光谱,样品发射峰位于418,440,492,545,586,622 nm,分别对应Tb3+的5 D3→7 F5,5 D3→7 F4,5 D4→7 F6,5 D4→7 F5,5 D4→7 F4,5 D4→7 F3能级跃迁,主发射峰位于545 nm。主激发峰位于350～390 nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与InGaN管芯匹配。确定了在KNaCa2(PO4)2基质中Tb3+浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机制。研究了不同电荷补偿剂对KNaCa2(PO4)2:Tb3+材料发光的影响,其中Li+离子改善其发光强度最为明显。     

Tb3+掺杂Ca2Y8（SiO4）6O2荧光纳米纤维制备及发光性能

采用静电纺丝技术结合高温煅烧工艺,制备了稀土铽离子掺杂的氧基磷灰石型硅酸盐[Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+]荧光纳米纤维。利用XRD,FT-IR,TG-DTA,SEM,HRTEM和荧光光谱仪等分析测试手段对样品的组成、结构和性能进行了表征。结果表明:前驱体纤维经800℃煅烧4 h后,获得的Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+荧光纳米纤维,属于六方晶系,P63/m空间群,其平均直径为100 nm。在245 nm的紫外光激发下,Tb3+的发射光谱由蓝光区和绿光区两部分组成,前者在382,417和438 nm处的发射峰对应于Tb3+的5D3→7FJ(J=6,5,4)跃迁;后者在489,545,590和622 nm处的发射峰对应5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,其中以5D4→7F5(545 nm)跃迁的发射峰为最强,呈现绿光特性,Tb3+的光致发光衰减曲线符合单指数行为,其荧光寿命达2.65 ms。     

新型单基质白光荧光粉Sr3La1-x（PO4）3:xDy3+制备及发光性能

采用高温固相法合成了Sr3La1-x(PO4)3:xDy3+荧光粉,并对其结构和发光特性进行了研究。样品发射光谱呈多峰发射,主峰位于482,576和666 nm,分别对应Dy3+的4F9/2→6H15/2,4F9/2→6H13/2和4F9/2→6H11/2特征跃迁。监测不同发射峰,激发光谱峰位置不变,主激发峰位于348,362和385 nm,可以被InGaN管芯有效激发。分析了Dy3+掺杂浓度对样品发光强度的影响,确定Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为10%。根据Dexter理论分析其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。不同Dy3+掺杂浓度样品发射光谱的色坐标均在白光区域内。     

Lu2O3和Lu2O3:Eu3+单分散球形粉体合成及其荧光性能研究

以Lu(NO3)3和尿素为原料,采用均相沉淀法合成镥盐前驱体,研究Lu3+浓度、尿素/Lu3+摩尔比R对前驱体形貌的影响。结果表明,在反应温度为95℃时,低Lu3+浓度有利于单分散球形粉体的合成,并且适当的调整R值可将单分散球形颗粒尺寸控制在180～270 nm之间。在此基础之上,研究Eu3+掺杂Lu2O3单分散球形荧光粉体的合成,探讨了Eu3+的掺杂量(1%,3%,5%,7%,9%(原子分数))及煅烧温度(600～1200℃)对颗粒形貌及其荧光性能的影响。结果表明,Eu3+的掺杂使所得(Lu,Eu)盐前驱体颗粒尺寸远小于单纯的Lu盐前驱体,且Eu含量对荧光粉的荧光强度有着显著的影响,荧光淬灭浓度为5%。在考察的煅烧温度范围内,荧光粉的荧光强度随煅烧温度的提升而增强。     

近紫外LED用绿色荧光粉Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F发光特性及Ce3+→Tb3+之间能量传递

高温固相法合成Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F荧光粉,并用X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)测定分析了其晶体结构及光谱性质。结果表明:当Tb3+掺杂量x=0.07时,发光强度最高,发射主峰位于545 nm,并进一步研究了Ce3+,Tb3+共掺的样品中Ce3+→Tb3+能量传递过程。其次,测试由近紫外LED(~380 nm)和三基色荧光粉(Ba0.11Sr2.89Ce0.01Tb0.07Na0.08AlO4F,BAM and Sr2Si5N8:Eu2+)封装的白光LED光电性能,其色品坐标(x=0.3223,y=0.3408),色温5500 K,显色指数为86.26。因此,Ba0.11Sr2.89-2x-2yCexTbyNax+yAlO4F可作为一种潜在的适用于近紫外LED激发的荧光材料。     

发光颜色可调的白磷钙矿结构Ca8MgBi(PO4)7∶Ce3+，Tb3+荧光粉的制备、发光性能及能量传递

采用具有白磷钙矿结构的磷酸盐作为目标产物,通过高温固相法制备了发光颜色可调的Ca₈MgBi(PO₄)₇∶Ce³⁺,Tb³⁺荧光粉。利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱等表征手段对其物相组成、微观形貌及发光性能进行了详细研究。结果表明：掺杂少量的Ce³⁺、Tb³⁺并没有改变Ca₈MgBi(PO₄)₇基质的晶体结构。荧光光谱和荧光寿命曲线确定了Ce³⁺-Tb³⁺之间存在能量传递,其能量传递机制为四极-四极相互作用,能量传递效率可达81%。固定Ce³⁺浓度而逐渐增加Tb³⁺的掺杂量时,系列Ca₈MgBi(PO₄)₇∶0.08Ce³⁺,yTb³⁺荧光粉的发...     

Sr3SiO5∶Eu2+荧光粉的微波合成及性能研究

Silicate orange yellow phosphor used in white-light LED was prepared by microwave method. The structure and optical properties of phosphor were studied. Sr₃SiO₅∶Eu²⁺ phosphor synthesized by microwave method is tetragonal structure of Sr₃SiO₅ with uniform particle distribution. Luminescence spectrum is a broad band spectrum peaking at 575 nm. The peak of excitation is at 532 nm and phosphor can be excited by blue LED. The warm white light was obtained combined phosphor and blue LED. The CIE chromaticity coordinates and correlated color temperature of white light is (x=0.394, y=0.341) and 3 239 K respectively.     

Sr2.975-xCaxAlO4F:Ce0.0253+荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备了Sr2.975-xCaxAlO4F:Ce30.+025(0≤x≤1.0)发光材料,通过X射线衍射、荧光光谱测试分析,研究了Ca2+掺杂对晶体结构和发光性能的影响。XRD测试表明Ca2+的掺入并没有改变基质晶格的结构类型,且在Sr3AlO4F基质中固溶极限不超过x=0.9。荧光光谱分析表明,Ca2+掺入后能有效提高发光强度,使激发光谱宽化和发射光谱红移,在Ca2+掺入量为x=0.4时发射强度最高。考察了Sr3-xCaxAlO4F:Ce3+(x=0,x=0.4)在不同Ce3+浓度的发射强度与峰值波长,发现Ca2+掺杂量由x=0增加至x=0.4时,对应的Ce3+的猝灭浓度由0.01降低至0.0025,并且Ce3+的猝灭机制为电偶极-电偶极相互作用。     

泡沫塑料包覆SrAl2O4:Eu2+, Dy3+长余辉材料的耐水性能

利用废弃聚苯乙烯泡沫塑料作为包覆材料,采用简单的物理包覆技术对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表面包覆。 X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱、激发发射光谱、热重分析、透射电子显微镜观察和耐水性能测试等实验结果表明,包覆层薄,厚度为5~10 nm,聚苯乙烯泡沫塑料的包覆质量分数为4.9%,包覆没有改变材料的内部结构,对材料的发光性能影响较小。 包覆能有效改善材料的防水性能,经过15 h浸水后,材料初始发光强度依然达到5.02 cd/m2,余辉时间达到10 h以上。     

白色荧光粉NaGd（MoO4）2:Dy3+,Eu3+的水热合成及发光性能

采用谷氨酸辅助水热法合成了八面体形NaGd(MoO4)2:Dy3+,Eu3+白色荧光粉.X射线衍射结果表明,合成的样品为四方晶系的NaGd(MoO4)2纯相.扫描电子显微镜照片显示所制备的粒子为八面体形,各边长约为2μm.荧光光谱结果表明,在NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,yEu3+(y=0,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%)样品中,随着Eu3+掺入量的增加,Dy3+的发射峰逐渐减弱,而Eu3+的发射峰逐渐增强,说明Dy3+-Eu3+之间存在能量传递.通过色坐标图可知,当Eu3+掺杂量y=0.9%时,荧光粉的色坐标(0.338,0.281)与标准的白光色坐标(0.33,0.33)接近,表明NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,0.9%Eu3+是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉.     

Eu3+掺杂双钙钛矿Sr2CaMoO6橙红色荧光粉的结构特征及其发光性能

采用EDTA-柠檬酸联合配位法制备一系列组成的(Sr1-xEux)2CaMoO6橙红色荧光粉。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜及荧光光谱研究不同Eu3+离子掺杂浓度下Sr2CaMoO6∶Eu3+荧光粉的晶体结构、掺杂位置、形貌及其光致发光性能。Rietveld全谱拟合结果表明:掺杂后样品为(Ca/Mo)O6八面体少量倾斜的空间群为P21/n的正交双钙钛矿结构,随着Eu3+离子共掺杂浓度的增加,样品的晶胞体积减小;Eu3+离子取代八面体间隙的Sr2+位置致使双钙钛矿的T2g(1)拉曼振动模发生蓝移;在近紫外区宽而强电荷迁移带和蓝光激发下,该荧光粉分别发射以Eu3+离子5D0-7F1磁偶极跃迁为主的橙光和以5D0-7F2电偶极跃迁为主的红光,组成为(Sr0.98Eu0.02)2CaMoO6的荧光粉具有最强的橙红光发射强度,是一种潜在的适用于近紫外LED芯片的光转换红光材料。     

Sr3SiO5降温过程分解及对制备Sr3SiO5∶Eu2+的影响

采用高温固相反应法制备Sr3SiO5∶Eu2+时,往往有Sr2SiO4∶Eu2+共存,从而影响Sr3SiO5∶Eu2+的发光性能。本文采用DSC/TG、淬冷法结合XRD,研究了Sr3SiO5∶Eu2+在降温过程中的分解反应。结果表明,Sr3SiO5是在1 250℃以上稳定存在的化合物,在降温过程中Sr3SiO5在1 250℃分解为Sr2SiO4和SrO。采用快速降温的方法可以抑制Sr3SiO5的分解。当降温速率小于10℃.min-1时,Sr3SiO5全部分解为Sr2SiO4和SrO;当降温速率为15℃.min-1时,样品主要物相为Sr3SiO5,但有少部分Sr3SiO5发生分解,当降温速率增大到20℃.min-1时,Sr3SiO5分解的量更少,即随着降温速率增大,Sr3SiO5分解的量减小,从而获得几近纯相的Sr3SiO5∶Eu2+荧光粉。     

ZrO2∶Tb3+纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2:Tb3+纳米晶.通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2:Tb3+纳米晶.当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯Zr02是以四方相和单斜相同时存在.说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用.由ZrO2:Tb3+)的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm:在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F4能级跃迁,以491,545nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2:Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了.     

Y2O2S∶Er3+，Yb3+的制备及Er3+离子在晶场中的能级分裂

采用沉淀法制备前驱体,通过不同温度合成了上转换发光材料Y2O2S∶Er3+,Yb3+,运用XRD,SEM和上转换发射光谱对其进行表征。结果表明,所合成的Y2O2S∶Er3+Yb3+属于六方晶系晶体,随着合成温度的升高,产物的粒径不断增大,上转换发射光强度逐渐增加。研究Y2O2S∶Er3+Yb3+的上转换发光过程,红光发射和绿光发射分别源于Er3+离子的4F9/2→4I15/2以及2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2能级跃迁。利用群论计算了晶场中Er3+离子的能级分裂数目。