Eu2+激活的Ca3SiO5绿色荧光粉的制备和发光特性研究

研究了Eu2+激活的绿色发光材料Ca3SiO5的制备条件和发光性质. Eu2+中心形成主峰值为501 nm和次峰值为570 nm的特征宽带,两峰值叠加形成发射峰值为502 nm的绿色发射光谱带. 利用这些光谱结果和Van Uitert 经验公式,确认Ca3SiO5:Eu2+中存在两种性质有差异的Eu2+发光中心,它们分别占据基质中八配位的Ca2+(Ⅰ)格位和四配位的Ca2+(Ⅱ)格位. 其激发光谱分布在250-450 nm的波长范围,峰值位于375 nm处,可以被InGaN管芯产生的350-410 nm辐射有效激发.     

Ca4Y6Si6O25:Eu2+绿色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了Ca4 Y6Si6O25:Eu2+绿色荧光材料.通过X射线衍射分析得知,Ca4Y6Si6O25属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构.测定了Eu2+的激发光谱和发射光谱.Ca4Y6Si6O25:Eu2+的激发光谱为350～450 nm的宽带谱,这与近紫外光LED芯片相匹配.发射光谱是峰值...     

一种新型红色荧光粉CaAl12O19∶Eu,Mn的制备及发光性能

固相法制备了碱土金属铝酸盐荧光粉CaAl12O19∶Eu,Mn,测试了样品的XRD及激发与发射光谱,对样品的结构及其发光性能进行了分析,并且考察了灼烧温度及Eu^3＋的浓度对样品发光性能的影响,对Eu^3＋的作用机理进行了探讨。该荧光粉能被波长短于550nm的蓝绿光以及紫外和近紫外光激发,其发射光谱峰值在590,615,645,657nm,其中前两个为Eu^3＋的特征发射,后两个为Mn4＋的2E-4A2跃迁发射。该荧光粉的最佳烧结温度与时间分别为1550℃和4h,Eu^3＋的最佳掺杂摩尔分数为0.11%左右。     

Eu2+的掺杂浓度对BaAl2Si2O8:Eu2+荧光粉发光特性的影响

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺合成了BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉.用X射线衍射仪和荧光分光光度计等对BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉的相结构、发光性能进行了测试.结果表明:化学共沉淀法一次煅烧工艺合成的BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉为单相;其激发光谱分布在240-410 nm的波长范围,峰值位于320 nm处,可以被InGaN管芯产生的350-410 nm辐射有效激发;在365 nm近紫外光的激发下,测得其发射光谱是位于465 nm附近的宽带峰.BaAl2Si2O8:Eu2+蓝色荧光粉的发光强度随Eu2+浓度的增大逐渐加强,当Eu2+掺杂的摩尔分数为3.5%时,发光强度达到最大值,而后随掺杂浓度的增加而减小,发生浓度猝灭;根据Dexter能量共振理论,该浓度猝灭是由于Eu2+的离子间交换相互作用引起的.     

CaGdAlO4:Eu3+荧光粉的制备及其X射线存储特性研究

采用自蔓延燃烧法制备了不同Eu~(3+)掺杂浓度的CaGd_1-xAlO_4:xEu~(3+)(CGA:xEu~(3+))X射线荧光粉材料.当Eu~(3+)掺杂浓度在0～0.150范围时,Eu~(3+)取代了基质中处于无中心反演对称的格位,使CGA:xEu~(3+)样品呈现为单一相,并可观察到红光发射.当x=0.100时,红光发射强度达到最大.随着Eu~(3+)离子浓度增加,Eu~(3+)离子之间的距离减小,增大了Eu~(3+)→Eu~(3+)→猝灭中心的能量传递几率,出现了发光猝灭现象.实验发现,当Eu~(3+)掺杂浓度为0.003时,光激励发光强度最大.对CGA:0.003Eu~(3+)样品进行氮气气氛热处理后,CGA中的OH~-离子基团减少,红光发射的发光强度增强.热释曲线表明CGA:0.003Eu~(3+)样品中存在两种类型的陷阱,其陷阱深度分别为0.79eV和0.93eV.经氮气热处理后的CGA:0.003Eu~(3+)样品,较深陷阱数量显著增多,光激励发光强度增强,光存储性能显著提高.随着X射线辐照时间的增加,X射线吸收剂量在0～11.8Gy范围内大致呈线性增加的趋势.当X射线吸收剂量为1.2Gy时,以在氮气气氛下热处理CGA:0.003Eu~(3+)圆片为成像板,得到了较高质量X射线红色成像.实验结果表明,Eu~(3+)掺杂的CGA X射线荧光粉材料在以CCD为光探测器的计算机X射线医学成像技术中有潜在的应用前景.     

Eu2+掺杂CaAlSiN3基氮化物红色荧光粉及其发光性能研究

白光LED作为新一代高效、环保型照明光源,被给予了极高的厚望。目前商业中白光LED主要采用蓝色LED芯片激发黄色YAG荧光粉的方式来实现白光,发光效率能达到理想值,但存在红色光谱区域缺失的问题,造成关键性指标显色指数偏低,限制了白光LED在橱窗照明、医疗照明和投影显示等高品质需求领域的应用。而目前研究较多有关红色荧光粉的光效与稳定性,对红色氮化物荧光粉的宽光谱设计研究尚有待深入探索。采用高温固相法成功制备出了高效宽光谱红色Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+荧光粉,通过X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪(PL)等测试技术对荧光粉样品的结晶度和发光性能进行了表征分析;基于第一性原理研究了CaAlSiN3∶Eu2+荧光粉的晶体结构和能带结构,研究了Eu2+掺杂CaAlSiN3发光过程中的能量跃迁机理,从其微观性质方面分析探讨了荧光粉的光谱性能;基于蒙特卡罗理论和遗传算法建立了白光封装模型,并结合CaAlSiN3∶Eu2+进行了白光LED应用封装和测试,研究了CaAlSiN3∶Eu2+荧光粉的封装样品的光色特性。研究结果表明,利用高温气压炉合成Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+材料具有较高的结晶度,且微量的稀土元素Eu掺杂不会破坏其晶体结构,仍具有较好的稳定结构;通过PL光谱测试发现其具有极宽的激发光谱(200~600 nm),能被蓝光或者紫外LED芯片有效激发,当在450 nm波长激发下,荧光粉发出峰值为650 nm的发射光谱,光谱半高宽为91.4 nm,通过晶体的能带分布可知其发射光谱为5条高斯光谱曲线,归结于Eu2+的5d能级向4f能级跃迁, Ca0.937 5AlSiN3∶0.062 5Eu2+荧光粉的能量带隙为3.14 eV的间接带隙,主要是由Ca-3p, Eu-3d, N-2p, Al-3p, Si-3p电子态决定,使得材料发出红色光谱;通过建立白光光谱模型指导实现了白光LED应用封装,采用蓝光LED芯片与Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+红色荧光粉、β-sialon绿色荧光粉进行组合封装,光谱测试结果与白光封装模型模拟值(Ra=93.93,R9=72.77,Tc=3 400 K)的趋势接近,且获得了高效高显色性的白光LED(η=101 lm·W-1,Ra=92.1,R9=74.9,Tc=3 464 K), Ca0.992AlSiN3∶0.008Eu2+所提供的红光光谱能够有效地提高白光LED的显色指数,同时在LED的发光效率、色温和物理化学稳定性等方面具有极高的价值,是一种很有应用前途的高品质照明白光LED用红色荧光粉材料。     

Na2GdPO4F2:Tb3+绿色荧光粉阴极射线发光研究

通过高温固相法制备Na2GdPO4F2:Tb3+绿色荧光粉,并利用X射线粉末衍射(XRD)和阴极射线光谱分别对其物相、阴极射线发光性能进行研究.结果表明,Tb3+作为绿色发光中心进入到Na2Gd2PO4F2的晶格中取代Gd3+的格位,在低电子束(0.5～5 kV)激发下主要表现出Tb3+的特征跃迁(5D3.4→7FJ,J=6～2),其中以5D4→7F5跃迁(546 nn)为主.样品Na2Gd0.95Tb0.05PO4F2在阴极射线激发下的色坐标为(0.240 3,0.438 6).随着电压、电流和掺杂量的增加,荧光粉的发光强度逐渐提高,其中,最佳的样品为Na2Gd0.9Tb0.1PO4F2.     

BaLaGa3O7:Bi3+荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了BaLa1-xGa3O7:xBi3+(0.01≤x≤0.13)系列荧光粉.X射线衍射数据和Rietveld精修结果表明,BaLa1-xGa3O7:xBi3+荧光粉具有黄长石结构.扫描电镜图像显示,荧光粉的颗粒为不规则形状,尺寸在5～30μm之间.漫反射光谱表明,BaLaGa3O7基体对于Bi3+离子...     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

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.     

(Sr,Ca)4Si3O8Cl4基质中Eu2+的发光特性研究

采用高温固相法合成Sr4-xCaxSi3O8Cl4：Eu^2＋荧光材料,利用Van Uitert公式讨论Sr4-xCaxSi3O8Cl4：Eu^2＋中yEu^2＋的晶格环境和发光特性,确定晶体中有蓝色和黄绿色两种发光中心,并讨论了它们与光谱结构的对应关系。当0〈x〈0．5,Ca^2＋固溶入Sr4Si3O8Cl4基质晶格,Eu^2＋占据八配位Si^2＋格位,晶体主要产生蓝色中心的蓝绿色发射;当0．5〈x〈2,较大的Ca^2＋掺杂使晶胞参数变小,品格中的杂质束缚激子态的束缚增强,Eu^2＋处于杂质束缚激子中心所形成的激发态能量进一步降低,发射位于长波段方向并具有较大的Stokes位移,Sr4-xCaxSi3O8Cl4：yEu^2＋主要产生黄绿色中心的黄绿色发射光。     

Gd2O3:Eu3+溶胶-凝胶薄膜发光特性研究

以无机稀土氧化物为原料制备了Gd2O3:Eu3 溶胶-凝胶薄膜,通过对不同Eu3 离子掺杂浓度、不同烧结温度薄膜发光强度的研究,得出Gd2O3薄膜中Eu3 离子的最佳掺杂浓度为10%、最佳热处理工艺为800℃下烧结2h;由薄膜和粉末激发谱的比较发现:薄膜中存在着比粉末更有效的能量传递,从而更有利于高能射线激发发光;首次观察到薄膜经过1000℃烧结2h后发光消失,并通过SEM和XRD的实验分析对这一现象进行了解释。     

Ca~(2+)掺杂对BaMgSiO_4:Eu~(2+)发光材料发光性能的影响

采用高温固相法于弱还原气氛中制备了Ba1-xCaxMgSiO4:Eu2+(x≤0.15)发光材料,测量其光谱特性,分析Ca2+掺杂对该发光材料光谱的影响。XRD图谱研究表明:Ca2+在BaMgSiO4基质中极限溶解度x=0.075。发光性能研究表明,当Ca2+掺入量从0增加至0.05时,最强发射峰从498nm蓝移至450nm,在掺入量为0.075时,激发和发射强度达到最强,而随着Ca2+掺入量的增加激发光谱的形状也发生变化。从Ca2+取代不同点阵位的Ba2+,并结合晶体场强度的变化讨论了光谱变化的原因。     

蓝光激发的Y2.93Al5O12∶0.07Ce3+黄色荧光粉的制备及光致发光

以Al₂(SO₄)₃·18H₂O、尿素为原料,采用水热-热解法制备了球形α-Al₂O₃粉体。以自制α-Al₂O₃、Y₂O₃及CeO₂为原料,固相法制备了白光LED用Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+黄色荧光粉,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线能谱（EDS）及荧光光谱（PL）等对产物的物相、形貌及光致发光性能进行了表征。结果表明：水热-热解法制备出了物相纯净、分散性良好的球形α-Al₂O₃粉体,以该α-Al₂O₃为原料,合成出可被460 nm蓝光有效激发,发射光谱为峰值在550 nm宽带的Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉,色坐标为（0.453,0.531 9）,采用GSAS软件对Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉的XRD图进行了Rietveld结构精修,精修图与XRD测试图完全吻合,Y,Al,Ce,O四元素均匀地分布在黄色荧光粉产物中,Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+黄色荧光粉的激发光谱由两个部分组成,在340和460 nm处有两个非常明显的吸收峰,Ce3+的4f能级由于自旋-耦合而劈裂为两个光谱支项2F_7/2和2F_5/2,其中2F_5/2为基谱项。340 nm的激发峰对应于2F_5/2→5D_5/2的跃迁,460 nm的激发峰属于2F_7/2→5D_3/2的跃迁,并且460 nm处的激发强度强于340 nm处激发强度。以460 nm为监测波长得到的发射光谱,最强发射峰位于550 nm,Y_2.93Al₅O₁₂∶0.07Ce3+荧光粉是一种适用于白光LED的高性能黄色荧光粉。     

Synthesis and Spectroscopic Properties of GdAl3(BO3)4 Poly-crystals Codoped with Yb3+ and Eu3+

GdAl3(BO3)4 polycrystals co-doped with Yb3+ and Eu3+ has been synthesised by combustion method with urea. Upon the excitation at 465 nm (Eu3+/7F6-->5D2 transition), emission bands centered at 590, 613, 697 and 702 nm in the wavelength region of 550-750 nm have clearly been observed, assigned to the electronic transitions of 5D0-->7FJ (J=1, 2, 4 and 5) of Eu3+ ions, respectively. Meanwhile, an intense emission centred at 980 nm along with a shoulder at 1,040 nm has also been observed by exploiting a cross-relaxation process between the transitions of Eu3+/5D0-->7F6 and Yb3+/2F7/2-->2F5/2. On the contrary, an intense red up-conversion emission centred at 613 nm originated from the 5D0-->7F2 transition of Eu3+ has been observed upon excitation with 980 nm laser diode. The quadratic dependence of the red up-conversion intensity on the pump-laser power reveals a cooperative energy transfer mechanism from a pair of Yb3+ ions to one Eu3+ ion.     

掺Eu3+硅基材料的发光性质

通过溶胶－凝胶技术制备了掺Eu^3 的硅基材料并测试了其三维荧光光谱、激光谱和发射光谱，结果显示，最佳激发波波长为350nm,最强荧光波长为620nm；在350nm光激发下的发射光谱显示Eu^3 的特征发射光谱，产生4条谱带，分别是577nm(^5D0-^7F0)，588nm(^5D0-^7F1),596nm(^5D0-^7F1)和610nm(^5D0-^7F2)。     

SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)红色荧光粉的制备与发光特性

使用高温固相法于还原气氛中合成了SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉并研究了其晶体结构和发光性质。样品均可以被蓝光或紫外光有效激发发射红光。XRD和SEM图谱显示合成了单相SrLiAl3N4。粉体的激发光谱在200~600nm波长范围内呈现出双峰宽带激发带,在267nm、474nm处分别有一个激发峰。发射光谱仅有一个宽带发射峰,峰值在654nm处,属于Eu~(2+)离子的5d→4f特征跃迁。荧光粉发光强度与Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数之间的关系表明:随着Eu~(2+)离子掺杂摩尔分数的增加,粉体发光强度先上升后下降,最佳掺杂摩尔分数为0.4%,继续增大Eu~(2+)离子的掺杂量会发生浓度猝灭现象。所准备的SrLiAl_3N_4∶Eu~(2+)荧光粉具有较好的热稳定性和较高的量子效率。     

Gd_2O_3:Eu透明厚膜的制备及其发光特性

以无机稀土氧化物为原料、2-甲氧基乙醇为溶剂、PVP为胶粘剂、PEG200为有机分散剂,采用溶胶-凝胶工艺成功制备出Gd2O3∶Eu3+透明闪烁薄膜。通过2次涂复,薄膜厚度达到了1.5μm,膜层均匀、无散射颗粒、无裂纹,可见光区的透射率约为80%。研究表明PVP在厚膜烧结过程中可以松弛膜的结构、减小应力的出现,避免厚膜开裂,同时还可以提高溶胶的粘度,在厚膜制备中起到了关键作用。此外,我们还研究了Gd2O3∶Eu3+闪烁薄膜的激发、发射和发光衰减时间谱,结果表明,该薄膜发光性能优良,可初步满足X射线成像用闪烁薄膜的要求。