Ce3+在LiBaBO3中的发光特性及晶体学格位

采用固相法制备了LiBaBO3:Ce3+发光材料.测得LiBaBO3:Ce3+材料的发射光谱为一不对称的单峰宽谱,主峰位于440 nm;监测440 nm发射峰,可得其激发光谱为一主峰位于370 nm的宽谱.利用van Uitert公式计算了Ce3+取代LiBaBO3中Ba2+时所占晶体学格位,得出438 nm发射带归属于九配位的Ce3+发射,而469 nm发射带起源于八配位的Ce3+发射.研究了Ce3+浓度对LiBaBO3:Ce3+材料发光强度的影响,结果显示,随Ce3+浓度的增大,发光强度呈现先增大后减小的趋势,Ce3+浓度为3mol%时强度最大,造成其浓度猝灭的原因为电偶极-偶极相互作用.引入Li+,Na+或K+可增强LiBaBO3:Ce3+材料的发射强度.利用InGaN管芯(370 nm)激发LiBaBO3:Ce3+材料,获得了很好的蓝白光发射,色坐标为(x=0.291,y=0.297).     

Ln(BO_3,PO_4)[Ln=La,Y]基质中Ce~(3+)、Tb~(3+)、Gd~(3+)的光谱

研究了硼磷酸镧和硼磷酸钇基质中Ce3 +、Tb3+、Gd3+的发射光谱和激发光谱。结果表明 :La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+的发射降低 ,Tb3+的发射增强 ;Y(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+和Tb3 +的发射均增强 ,且前者增加的幅度高于后者。因此在La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb ,Gd体系中Gd3+离子起着能量传递中间体和敏化剂的作用 ;在Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd体系中Gd3 +离子只起敏化剂作用 ,并且阻碍Ce3+→Tb3+的能量传递。与Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd相比 ,La(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd对紫外吸收强 ,2 5 4nm激发下发出的光绿色纯度高 ,强度大 ,更适合做荧光灯中的绿粉     

Ca_2SrAl_2O_6荧光粉中Ce~(3+)和Tb~(3+)的光谱性能研究及能量传递

采用高温固相法合成了用于紫外芯片(UVLED)激发的绿色荧光粉Ca2SrAl2O6:Ce3+,Tb3+。测量了其激发光谱和发射光谱,结果显示,材料的发射谱由峰值位于497,545,595和623nm的4组窄带组成,其中位于545nm的发射峰最强,样品能发射很好的绿光;监测545nm发射峰,得到的激发谱由位于320～400nm之间的激发带组成,能被UVLED很好地激发。研究了Ca2SrAl2O6荧光粉中Ce3+对Tb3+发光的敏化现象,发光的敏化作用缘于Ce3+和Tb3+之间的高效无辐射能量传递。共掺激活剂的最佳掺杂浓度为4mol%。     

硅酸锶中Pr~(3+)的4f5d态的光谱特性及Pr~(3+)→Gd~(3+)的能量传递

本文研究了室温下Pr3 + 在Sr2 SiO4 中的发射光谱和激发光谱 ,在激发光谱中 ,最低激发峰位置低于1S0能级位置 ,属于 5d态的吸收。发射光谱主要由 5d→ 4f的跃迁构成 ,未观测到Pr3 + 的3 P0 和1D2 的辐射跃迁。Pr3 + 的掺杂浓度在 0 0 1mol左右时 ,其发射强度接近最大。在Sr2 SiO4 ∶Pr3 + ,Gd3 + 体系中 ,Pr3 + 的 5d→3 H4 的跃迁与Gd3 + 的8S7/ 2 →6I能级的吸收跃迁相匹配 ,因此发生了Pr3 + →Gd3 的高效无辐射能量传递。固定Pr3 +的浓度时 ,随着体系中Gd3 + 离子浓度的增加 ,Gd3 + 的发射强度也随之增强 ,同时 ,Pr3 + 的发射强度则逐渐下降。     

新型Sr_3Y(PO_4)_3∶Ce~(3+),Tb~(3+)绿光荧光粉的制备与发光机理的研究

采用传统的高温固相法合成了一种新型的绿色荧光粉Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Tb3+,利用X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)对该材料的晶体结构和光学性能进行表征。结果分析表明,制得样品的XRD图谱不含Sr3Y(PO4)3以外的杂峰,稀土掺杂并未改变基质的晶体结构,得到的样品为纯相的磷酸钇锶。从本文实验中明显观察到Sr3Y(PO4)3∶Tb3+的激发光谱和Ce3+的发射光谱在320~390nm有重叠,表明在Sr3Y(PO4)3基质中可存在从Ce3+到Tb3+的能量传递。在紫外光(315nm)激发下该荧光粉发射出了Ce3+的蓝光(320~420nm)和Tb3+的黄绿光(480~500nm)和(530~560nm),当Ce3+的浓度为7%,Tb3+的浓度由1%增大到50%时,通过Ce3+的4f→5d电子跃迁将能量传递到Tb3+,然后发生5 D4→7 Fj电子跃迁,该荧光粉发射光谱可由蓝光逐渐调节为黄绿光。本文绘制了Ce3+,Tb3+的能级和Sr3Y(PO4)3∶Ce3+,Tb3+荧光粉中的能量转移过程示意图,并详细阐述了由Ce3+到Tb3+的能量传递过程。通过对比Ce3+和Tb3+的发光强度以及由Ce3+到Tb3+能量转移效率的相对变化,可以得出,随着掺入的Tb3+浓度不断增加,Tb3+的发射强度(5 D4→7 Fj)和能量转移效率(Ce3+到Tb3+)也在增大,而Ce3+的发射强度却有了明显的下降。当Tb3+的浓度为50%时能量转移效率可高达80%。通过CIE色度图也可以看出,当Tb3+浓度不断增大,样品的色坐标从图中的蓝色区域移动到绿色区域。所以在紫外光激发下,Ce3+和Tb3+共掺Sr3Y(PO4)3可作为一种绿光荧光粉应用在白光LED或LCD背光源上。     

YVO_4∶Tm~(3+)的真空紫外发光性能(英文)

通过高温固相反应合成YVO4∶xTm(x=0.001,0.003,0.005,0.007,0.01,0.03,0.05)蓝色系列粉末状发光材料。经X射线衍射分析产物为单相,属四方锆英石结构,其结果与JCPDS标准卡(72-0861)相符。检测了材料的真空紫外激发光谱和发射光谱。YVO4∶xTm的真空紫外激发光谱在120~350 nm范围内为连续的带状峰,在155 nm和333 nm附近有明显的峰值。在155 nm激发下,YVO4∶xTm的发射光谱由两部分组成,其中主发射峰在474 nm附近呈一尖锐的线状,来自Tm3+的1G4→3H6跃迁;在650 nm左右有一弱发射峰,来自Tm3+的1G4→3H4跃迁。另外,还有一较弱的带状发射,中心位于540 nm左右,来自样品的VO3-4离子的宽带发射。随着Tm3+摩尔分数x由0.001增加到0.005,Tm3+发射光谱强度逐渐增加到最大值。之后随着x继续增加,发射光谱强度逐渐下降,呈现明显的浓度猝灭现象。通过对YVO4∶xTm的光谱分析及其发光机理进行推导,认为YVO4∶Tm3+在紫外及真空紫外激发下,是一种具有较高发光效率以及色纯度较好的蓝色发光材料。     

Ce~(3+)、Tb~(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。     

SrGa2O4:Eu的合成及其发光性能

采用固相反应法合成了掺杂Eu3 离子的SrGa2O4,用X射线粉末衍射对其结构进行了表征。XRD数据经计算机处理表明:SrGa2O4属单斜晶系,晶胞参数a=0.943nm,b=0.900nm,c=0.839nm,β=89.06°,属P21/c(No.14)空间群。测定了激发光谱和发射光谱,光谱数据表明:SrGa2O4:Eu3 荧光粉的发射主峰在610nm,证明Eu3 离子占据了非反演对称中心的位置。在掺杂Eu3 离子摩尔分数大于1%时,由于晶体场的影响,位于590,610nm附近的2个发射峰均出现劈裂现象,即有2个5D0→7F1(586,597nm)和2个5D0→7F2(609,615nm)发射峰,7F2劈裂出两个分支的强度比例随Eu3 浓度的变化而变化。     

白光LED用LiBaBO3:Eu2+材料发光特性研究

采用高温固相法制备了LiBaBO3:Eu2+绿色发光材料.测量了Eu2+浓度为1 mol%时样品的激发与发射光谱,其发射光谱为双峰宽谱,主峰分别为482和507 nm,与理论计算值符合很好;监测482 nm发射峰时,对应激发光谱的峰值为287和365 nm,监测507 nm发射峰时,对应的激发峰为365和405 nm.研究了Eu2+浓度对材料发射光谱的影响,结果显示,随Eu2+浓度的增大,蓝、绿发射峰均发生了红移,当Eu2+浓度大于3 mol%时,蓝色发射峰消失,只有绿色发射峰存在.测量了LiBaBO3:Eu2+材料发光强度随Eu2+浓度的变化情况,结果显示随Eu2+浓度的增大发光强度呈现先增大后减小的趋势,在Eu2+浓度为3 mol%时到达峰值,根据Dexter理论,其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用.     

Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃的发光特性

采用高温熔融法制备了Dy3+掺杂硼硅酸盐玻璃,通过测试激发光谱和发射光谱,研究了其光谱性质.研究了玻璃组分及Dy3+掺杂浓度对发射光谱及发光强度的影响,并计算了色坐标,均位于白光区域.通过改变玻璃组分及掺杂浓度,调节黄、蓝发射峰的强度比,在387 nm长紫外光激发下实现了单一基质上有效的白光发射.     

二价铕离子掺杂碱土金属硫代铝酸盐电子振动耦合参量与发光特性

为了获得高效的蓝色和绿色的电致发光材料,对Eu2+掺杂的碱土金属硫代铝酸盐电子振动耦合参量与发光特性的关系进行了深入研究。首先简述了用于MⅡAl2S4∶Eu材料发光性能评估的位形坐标模型并引入各评估参量;其次结合材料的晶体结构对MⅡAl2S4∶Eu材料的光致发光和电致发光性能进行了比较和分析;最后,通过材料的PL光谱曲线计算出材料的特征能量和两个比值因子参量的值,从而得到对MⅡAl2S4∶Eu发光材料的量化比较。根据评估结果和其CIE1931色坐标的比较,可以认为BaAl2S4∶Eu和CaAl2S4∶Eu较适合于作为蓝色和绿色发光材料。由于可以使发射峰发生移动,镁、锶的硫代铝酸盐可以作为复合硫代铝酸盐发光材料使用。     

蓝色显示材料及器件的研究

用Ｈ２和ＣＳ２还原法制备Ｃｅ：ＳｒＳ发光材料，分析了两种方法对材料的结构及发光特性的影响，得到了最高亮度为９５０ｃｄ／ｍ＾２（１０００Ｈｚ）的Ｃｅ：ＳｒＳ薄膜电致发光（ＴＦＥＬ）器件；用高温固相法得到Ｃｅ：ＳｒＧａ２Ｓ４荧光粉，用射频溅射沉积的Ｃｅ：ＳｒＧａ２Ｓ４薄膜在６００℃以上、Ｈ２Ｓ气氛下快速热处理可以改善薄膜结晶性能，提高杂质激发峰强度，得到好的光致发光（ＰＬ）发光性能，以陶瓷片作为基片同     

YAG:Ce蓝光转换材料的合成和发光性质研究

铈激活的钇铝石榴石(YAG:Ce)由高温固相反应制备.样品证明为纯的的石榴石物相.YAG:Ce的激发光谱为双峰结构,主要激发峰在460nm,与GaN的蓝光发射匹配.YAG:Ce的发射光谱为一宽带,波长范围从蓝绿到红,主峰波长为540nm,能与GaN的蓝光组合形成高亮度白光.YAG:Ce在漫反射光谱中的的两个吸收峰与YAG:Ce的激发峰相吻合,进一步证明了铈激活的YAG对GaN蓝光的有效吸收.YAG:Ce有很高的发光强度和高达89%的量子效率.     

Tailored photoluminescence of YAG:Ce phosphor through various methods

Trivalent cerium Ce³⁺ (Ce) activated yttrium aluminum garnet Y₃Al₅O₁₂ (YAG) phosphor was synthesized by two methods: solid state reaction (SS), and combustion (CB) with urea, respectively. The crystallization and luminescent properties of the phosphors were studied. Factors influencing on the intensity of luminescence and the location of emission band of YAG:Ce, such as the type of flux used in SS, the reaction atmosphere, the concentration of activator, were investigated in detail. We accomplished red or blue shift of Ce emission band by a number of techniques in order to match with the variable emission wavelength of blue light emitting diodes. The change of emission in color coordinates was illustrated by chromaticity. Co-doping other rare earth ions with Ce³⁺ ions into YAG was attempted to increase the color rendering index.     

Ce~(3+)-Yb~(3+)共掺YAG荧光粉量子剪裁发光的浓度及温度特性

采用高温固相法制备了不同掺杂浓度的YAG∶1%Ce~(3+),x%Yb~(3+)(x=5,10,15,20,25)系列荧光粉。在450 nm蓝光激发下,测试了样品的发射光谱,得到了中心波长在550 nm的可见宽带发射(Ce~(3+):5d→4f)和1 030 nm的近红外发射(Yb~(3+):2F_(5/2)→2F_(7/2))。可见和近红外发射强度随Yb~(3+)掺杂浓度的变化表明Ce~(3+)到Yb~(3+)存在能量传递过程,并得到Yb~(3+)的猝灭浓度为15%。在低温条件下(80~300 K)测试YAG∶1%Ce~(3+),15%Yb~(3+)样品的发射光谱和拉曼光谱,通过对其量子剪裁发光温度特性的分析,描述了基质声子在Ce~(3+)到Yb~(3+)的能量传递过程中起到的重要作用。     

碳热还原法合成LaSi_3N_5∶Ce~(3+)蓝色荧光粉及其发光性能研究

利用碳热还原法制备了LaSi_3N_5∶Ce~(3+)蓝色荧光粉,重点研究了原料中掺C量和退火对样品纯度及发光性能的影响。通过X射线衍射仪和荧光光谱仪分别表征样品的晶体结构和发光性能。研究结果表明:1 600℃时能够合成主相为LaSi_3N_5∶Ce~(3+)的荧光粉。在360nm紫外光激发下样品可获得波段范围在380~600nm的单峰宽带发射谱,归结于Ce~(3+)的5d-4f的能级跃迁。当n_C/n_(La)=4/1时样品发光强度达到最大,并且光谱出现先红移后蓝移的现象。经过退火的样品的发光强度与退火前相比提高了60%~345%。将热处理后的n_C/n_(La)=4/1的样品与商用YAG混合涂覆在UV芯片上(λ_(em)=365nm)封装成WLED,证实了LaSi_3N_5∶Ce~(3+)在白光LED领域潜在的应用价值。     

Green Emitting Cerium Doped CaS Whiskers Grown by Solid State Diffusion Method

Undoped and cerium doped Calcium sulfide (CaS) phosphors were synthesized using solid state diffusion method. The X-ray diffraction pattern revealed that both undoped and doped CaS crystallites have cubic structure with average crystallite size varying from 20 to 30 nm. Scanning electron micrographs indicated that Ce doped CaS phosphors were composed of whiskers with different dimensions and orientations. The optical properties of undoped and Ce doped particles were characterized using Photoluminescence (PL) and UV-Vis absorption spectroscopy. The PL emission spectrum of cerium doped CaS phosphors for an excitation wavelength 465 nm showed a main peak at 500 nm and a shoulder peak at 556 nm due to 5d?→?4f transition in Ce³⁺ ions. The variation of PL intensity with cerium concentration was investigated and the maximum PL intensity was obtained for a doping concentration of 3 wt.%. The optical band gap of the samples was estimated from the diffuse reflectance spectrum and was found to increase with increase in cerium concentration. The enhanced optical properties of these phosphors can be exploited in various optoelectronic devices including displays and bioimaging techniques.     

Electronic and optical properties of pure and Ce3+-doped CaS single crystals: a first-principles prediction

This paper investigates the electronic and optical properties for pure and Ce 3+-doped CaS crystals by using the first-principles total energy calculations.The results show that CaS:Ce has a direct band gap of 2.16 eV,and the top of the valence band is determined by S 3p states and the bottom of the conduction band is determined by Ce 4f states,respectively.Our results validate that the yellow emission from CaS:Ce is produced by doped cerium and the green emission quenches at 12.5% cerium concentration.The Ce-S bond shows more covalent character than the Ca-S bond.     

Luminescence of KCaSO4Cl:X, Y (X=Eu or Ce; Y=Dy or Mn) halosulfate material

Polycrystalline KCaSO₄Cl:Eu, Dy, KCaSO₄Cl:Ce, Dy and KCaSO₄Cl:Ce, Mn phosphors prepared by a solid state diffusion method have been studied for its photoluminescence (PL) characteristics. The presence of two overlapping bands at around 400 and 450 nm in the PL emission spectra of the phosphor suggests the presence of Eu²⁺ in the host compound occupying two different lattice sites. The effects of co-doping on the photoluminescence (PL) characteristics of KCaSO₄Cl:Eu or Ce phosphors have been studied. The decrease in peak intensity of the phosphor on co-doping it with Dy gives an insight into the emission mechanism of the phosphors, which involves energy transfer from Eu²⁺→Dy³⁺, Ce³⁺→Dy³⁺ and Ce³⁺→Mn²⁺.     

荧光粉Y3Mg2AlSi2O12∶Ce3+的合成及光谱性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺荧光粉。用X射线粉晶衍射(XRD)仪对其进行了物相分析,用电子扫描电镜(SEM)观察了该荧光粉的形貌,同时测定了激发光谱及发射光谱。结果表明,Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺的晶体结构与Y₃Al₅O₁₂(钇铝石榴石)一致,形貌也表现出等轴粒状的特点。发射谱为峰值位于580 nm处的宽带发射,是Ce³⁺的 4f⁶5d¹-4f⁷特征跃迁发射。激发谱表现为340 nm和468 nm的双峰带,可以被蓝光有效的激发。Ce³⁺的浓度对发光强度有明显的影响,当Ce³⁺的摩尔分数为0.06时,发光强度最大。最后考察了成分取代而导致的Y₃Mg₂AlSi₂O₁₂∶Ce³⁺的物相转变和对发光性能的影响。