CaTiF6·2H2O:Mn4+窄带红色荧光粉的发光性能及其高显指暖白光LED应用

报道了一种新型的Mn⁴⁺掺杂水合六氟钛酸钙CaTiF₆·2H₂O:Mn⁴⁺红色荧光粉,详细研究了基质的结构转变和荧光粉的发光性能及高显色指数(显指)暖白光LED应用。CaTiF₆·2H₂O:Mn⁴⁺在130～200℃间脱水转化为CaTiF₆:Mn⁴⁺,荧光光谱发生改变,重新吸附水分子可恢复到CaTiF₆·2H₂O:Mn⁴⁺,发光性能不可逆。重要的是,该荧光粉在较长波626 nm和635 nm处分别发射锐线极强的零声子线(ZPL)和ν₆振动峰,色坐标为(0.701,0.299),更接近人眼敏感的红光边界650 nm(色坐标x～0.72,y～0.28),有助于提高暖白光LED的显色指数、拓宽背光源的色域。晶体结构和晶体场强度计算指出,Mn⁴⁺在CaTiF₆·2H     

Ba2SiO4:Ce3+,Mn2+荧光粉的制备与光谱性质

用高温固相反应法合成了Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺(x=0~0.2, y=0~0.15)荧光粉,研究了荧光粉的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,Ba₂SiO₄:xCe³⁺的发射光谱为位于384 nm附近的宽带。Ba₂SiO₄:Mn²⁺样品的发射光谱位于376 nm的宽带较强,红光发射极弱。在Ce³⁺和Mn²⁺共掺的Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺样品中,位于606 nm附近的红光发射较强,来源于Mn²⁺的⁴T₁(⁴G)-⁶A₁(⁶S)跃迁。这说明Ce³⁺离子将部分能量传递给了Mn²⁺离子,有效地敏化了Mn²⁺离子的发光。当Ce³⁺的摩尔分数为0.2、Mn²⁺的摩尔分数为0.075时,Ba₂SiO₄:xCe³⁺,yMn²⁺荧光粉位于606 nm的Mn²⁺的发射峰最强。     

Ba9Y2(SiO4)6: Ce3+,Mn2+荧光粉的发光特性及能量传递

利用高温固相法制备了Ba₉Y₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(BYS:Ce³⁺,Mn²⁺)荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)谱、激发和发射光谱及荧光寿命的测试对材料的结构、发光特性和能量传递进行了研究。在327 nm激发下,BYS:Ce³⁺,Mn²⁺发射光谱中包含2个发射峰,分别为位于407 nm的Ce³⁺的蓝紫光发射和位于597 nm的Mn²⁺的红光发射。在该体系中,发现了Ce³⁺向Mn²⁺的有效能量传递,使得Mn²⁺在597 nm处的红光发射显著提高,当x(Mn²⁺)=0.25时,BYS:Ce³⁺,xMn²⁺的能量传递效率可达39%。实验表明,该荧光粉可为紫外基白光LED提供良好的红光光源。     

2018年6期 电子期刊

研究了白光LED用K₂SiF₆：Mn⁴⁺红色荧光粉湿热环境下的发光性能劣化规律及机理。结果表明,环境中水汽的侵蚀可导致K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉发光性能劣化,且温度升高可加剧该劣化过程。85%湿度/70℃下处理6 h,K₂SiF₆：7%Mn⁴⁺荧光粉相对亮度降至初始值的25%。荧光粉中Mn⁴⁺含量越高,湿热条件下的性能劣化越显著。基于湿热处理前后荧光粉的XRD、表面形貌以及光学性能的对比分析,发现湿热环境下K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉的劣化主要是由于表面水汽侵蚀产物强吸收400~700 nm的可见光,降低荧光粉的激发效率以及再吸收荧光粉的发射光。水热后处理可使K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉颗粒尺寸增大,结晶性提高,从而显著改善其耐水性。85%湿度/70℃下处理6 h,水热后处理K₂SiF₆：7%Mn⁴⁺荧光粉的相对亮度仍可保持初始值的80%。     

Na4Ca3(AlO2)10∶Eu2+,Mn2+荧光粉的发光特性

采用高温固相法,制得一种新型荧光粉Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺。样品的结构和发光性质分别由X射线衍射谱和荧光光谱来表征。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺的激发光谱中出现了Eu²⁺的f-d跃迁吸收带;在发射光谱中,出现蓝光发射,峰值位于441 nm。当在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺中掺杂Mn²⁺时,发生了Eu²⁺→Mn²⁺的能量传递,在542 nm处出现了Mn²⁺的发射峰。在Na₄Ca₃(AlO₂)₁₀∶Eu²⁺,Mn²⁺中,随着Mn²⁺浓度的增加,Eu²⁺粒子的发射强度减弱,而Mn²⁺粒子的发射强度增强,且Eu²⁺离子发射的衰减时间缩短,同时色度由蓝光移向白光。     

微波场对(Ba,Sr)3MgSi2O8：Eu2+,Mn2+荧光粉中Mn2+ 660 nm红光能量传递的影响

研究了2.45 GHz微波灼烧(Ba,Sr)₃MgSi₂O₈：Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉的非热效应对Mn²⁺离子660 nm红光发射强度的影响。在相同的加热温度条件下,增加微波场的输出功率,微波非热效应导致Eu²⁺离子蓝光的跃迁概率增加,Eu²⁺通过(Ba,Sr)₃MgSi₂O₈基质晶格把能量传递给Mn²⁺,进而使Mn²⁺的跃迁概率增加,导致红光发射增强。提出了一种微波场非热效应对能量传递影响的新观点,认为在微波加热过程中强微波磁场可能会对像Mn²⁺这样具有顺磁性的激活剂离子的能级结构和能量传递性质产生干扰作用。     

Ce3+, Mn2+共掺的Ca4Y6 (SiO4)6F2的发光性质和能量传递

采用高温固相法制备了Ca_4-xY_5.95 (SiO₄)₆F₂:0.05Ce³⁺, _xMn^{2 +}系列荧光粉,并对其发光性质以及Ce³⁺, Mn^{2 +}在Ca₄Y₆ (SiO₄)₆F₂ (CYSF)基质中的能量传递过程进行了研究.相结构研究表明: CYSF属于一种基于磷灰石结构的类质同象化合物.CYSF: 0.05Ce³⁺, _xMn²⁺荧光粉在200–373 nm为宽带激发光谱,Ce³⁺和Mn²⁺在408 nm和602 nm的发射峰分别由Ce³⁺的5d→4f的跃迁和Mn²⁺的⁴T₁ (⁴G)→ ⁶A₁ (⁶S)的跃迁产生.光谱重叠现象以及荧光寿命测试结果证明了Ce³⁺对Mn²⁺具有敏化作用,能级结构分析进一步证实该体系中存在Ce³⁺→Mn²⁺的能量传递过程,可有效地将Ce³⁺的蓝光转换为红橙光. 关键词： 磷灰石 发光性质 能量传递     

SrZn2(PO4)2:Sn2+,Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了SrZn₂(PO₄)₂:Sn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺), SrZn₂(PO₄)₂:Mn²⁺(SZ₂P:Mn²⁺), SrZn₂ (PO₄)₂:Sn²⁺, Mn²⁺(SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺) 荧光粉. 通过X射线衍射、激发和发射光谱详细研究了荧光粉的物相和发光性质. 在SrZn₂(PO₄)₂ 基质中, Sn²⁺离子发射光谱是峰值位于461 nm宽带谱, 归属于Sn²⁺离子的³P₁→¹S₀能级跃迁, SZ₂P:Mn²⁺激发光谱由基质吸收带(200–300 nm)和位于352, 373, 419, 431和466 nm的一系列激发峰组成, 分别对应Mn²⁺离子的⁶A₁(⁶S)→⁴E(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴D), ⁶A₁(⁶S)→[⁴A₁(⁴G), ⁴E(⁴G)], ⁶A₁(⁶S)→⁴T₂(⁴G)和⁶A₁(⁶S)→⁴T₁(⁴G)能级跃迁, 因此, SZ₂P:Sn²⁺ 的发射光谱与SZ₂P:Mn²⁺的激发光谱有较大范围的重叠. 结果表明Sn²⁺对Mn²⁺发光有明显的敏化作用. 基于Dexter电多极相互作用能量传递公式和Reisfeld近似原理分析, 荧光粉SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺中Sn²⁺-Mn²⁺离子之间的能量传递机理属于电四极-电四极相互作用引起的共振能量传递, 并计算出Sn²⁺-Mn²⁺离子之间能量传递临界距离R_c ≈ 1.78 nm. 通过改变Sn²⁺, Mn²⁺离子掺杂浓度, 实现了荧光粉发光颜色的调节, 在254 nm短波紫外激发下荧光粉发出较强的蓝白光. 研究结果表明SZ₂P:Sn²⁺, Mn²⁺荧光粉有望应用于紧凑型节能灯照明领域, 随着半导体紫外芯片技术的发展, 有潜力应用于未来的白光发光二极管照明领域.     

Na2SrMg(PO4)2: Ce3+, Mn2+荧光粉的发光性质及其能量传递机理

采用高温固相法制备了Na₂SrMg(PO₄)₂: Ce³⁺, Mn²⁺ (NSMP: Ce³⁺, Mn²⁺) 荧光粉, 并对其发光性质及Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的能量传递机理进行了研究. Ce³⁺ 和Mn²⁺ 在334 nm 和617 nm 的发射峰分别为Ce³⁺ 的5d→4f 跃迁和Mn²⁺ 的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S) 跃迁产生. Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的发光有较强的敏化作用, 根据Dexter能量传递效率公式判断Na₂SrMg(PO₄)₂ 中Ce³⁺ 对Mn²⁺ 的能量传递属于电偶极-电四极相互作用引起的共振能量传递.     

K2TiF6∶Mn4+红光晶体发光性能及应用

采用溶剂挥发法,在室温条件下生长出掺不同浓度Mn⁴⁺的K₂TiF₆∶Mn⁴⁺红光晶体。样品在紫光区和蓝光区都表现出Mn⁴⁺的特征宽带激发,对应于其⁴A₂→⁴T₁和⁴A₂→⁴T₂能级跃迁。在蓝光激发下,所有晶体都呈现出一系列窄带红光发射,其中最强发射峰位于631 nm处。在这些晶体中,样品K₂TiF₆∶Mn⁴⁺(13.18%)表现出最高效的红光发射,其内外量子效率分别高达97.2%和83.3%。值得一提的是,该样品表现出荧光负热猝灭效应,其在120℃时的红光发射强度是室温时的1.81倍。所得晶体与Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺(YAG∶Ce³⁺     

共沉淀法制备暖白光LED用Na2TiF6:Mn4+红色荧光粉及其发光性能研究

采用简便的共沉淀法制备了不同Mn⁴⁺ 掺杂摩尔分数的Na₂TiF₆:Mn⁴⁺ 红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、傅立叶红外光谱、激发和发射光谱及荧光寿命曲线进行了表征。结果表明,Mn⁴⁺的掺杂没有改变Na₂TiF₆的晶格结构,样品具有六方结构。Mn⁴⁺最佳掺杂摩尔分数为4.77%,量子效率为74%。在460 nm激发下,最强窄带发射峰位于628 nm处(²E_g-⁴A₂),色坐标为(0.681,0.317)。²E_g能级的荧光寿命曲线遵循双指数衰减,其荧光寿命值为3.148 ms。     

Ce3+和Mn2+掺杂的Ba9(Y2-xScx)(SiO4)6光谱特性和温度特性研究

采用高温固相法制备了Ba₉(Y_2-xSc_x)(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺(x=0,0.5,1.0,1.5,2.0)样品。在该体系中,当Sc³⁺含量从x=0逐渐增加至x=2时,Ce³⁺的蓝光发射强度提高了1.7倍;同时,Mn²⁺的红光发射强度提高了1.9倍,显示了优良的红光特性。样品的发射光谱和漫反射光谱表明,Ce³⁺、Mn²⁺发射强度的增加与Ce³⁺吸收能力和Ce³⁺向Mn²⁺能量传递的提升有直接关系。研究了样品Ba₉Sc₂(SiO₄)₆:Ce³⁺,Mn²⁺的热稳定性。随着温度的升高,Mn²⁺的红光发射呈现先升后降的态势。当温度从室温升至488 K时,Mn²⁺发射强度仅下降至室温时的84%,表现出优良的热稳定性。高亮的红光发射和优良的热稳定性表明该荧光材料可为紫外基白光LED提供良好的红色光源。     

Mn2+离子掺杂的NaTaOGeO4:Tb3+的发光性能

采用高温固相法制备了颜色可调的NaTaOGeO₄∶Tb³⁺,Mn²⁺荧光粉,并研究了其发光特性以及能量传递机理。在244 nm激发下,NaTaOGeO₄∶Tb³⁺的发射光谱的发射峰分别位于380,413,436,492,544 nm,分别属于Tb³⁺的⁵D₃→⁷F_J和⁵D₄→⁷F_J（J=6,5,4）能级跃迁,为蓝光和绿光发射。在280 nm波长激发下,在492 nm和544 nm处有较强的发射峰,分别属于Tb³⁺的⁵D₄→⁷F₆、⁵D₄→⁷F₅能级跃迁,为绿光发射。在248 nm波长激发下,NaTaOGeO₄∶Mn²⁺的发射光谱由位于576 nm处的宽带组成,属于Mn²⁺的⁴T₁→⁶A₁能级跃迁。当在NaTaOGeO₄∶Tb³⁺荧光粉中共掺杂Mn²⁺时,可以同时观察到Mn²⁺和Tb³⁺的发射峰,通过改变浓度掺杂比,可以得到颜色可调控的荧光粉。     

阴离子取代合成Sr3LaAxV3-xO12:Eu3+(A=Mo,W)白光荧光粉

通过高温固相法合成Sr₃LaA_xV_3-xO₁₂:Eu³⁺（A=Mo,W）荧光粉,利用MoO₄^2-和WO₄^2-取代基质中部分VO₄^3-,改变基质组成和结构,进而影响基质和激活剂Eu³⁺离子的发光性能。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光分光光度计对所合成样品的物相、形貌、荧光性能及荧光寿命进行表征。研究表明,MoO₄^2-和WO₄^2-的部分掺杂对基质发光位置和强度均有影响,能明显减弱VO₄^3-的发光,但对Eu³⁺离子发光影响不大,添加电荷补偿剂F^-可以加强VO₄^3-对Eu³⁺离子的能量传递。通过调整基质VO₄^3-发光和Eu³⁺离子发光,可以得到单一基质的白光荧光粉。初步探讨了阴离子掺杂对Eu³⁺离子红光发射增强的机理。     

煅烧温度对Ba1.2Ca0.64SiO4：0.10Eu，0.06Mn粉体发光性能的影响

以MCM-41为硅源,在800~1 100℃下合成了Ba_1.2Ca_0.64SiO₄：0.10Eu,0.06Mn荧光粉,研究了煅烧温度对荧光粉发光性能的影响。实验结果表明,Eu²⁺的蓝绿光发射带的强度与宽度随煅烧温度的升高先增大后减小,在1 000℃时强度达到最大。最大发射峰位随温度的升高而发生红移,由800℃和900℃时的450 nm移至1 000℃和1 100℃时的480 nm。Mn²⁺的红光发射起源于Eu²⁺发射光的激发,其强度随温度的升高而增大。与Mn²⁺发生能量传递作用的Eu²⁺主要位于10配位的M（1）格位。     

SrB4O7：Pr3+,Mn2+中的Pr→Mn能量传递

从能量传递的角度出发,利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)对Pr³⁺和Mn²⁺掺杂的SrB₄O₇粉末样品进行了光谱研究.206nm激发下,在SrB₄O₇:Pr³⁺(0.1%,摩尔分数)样品中观察到了来自Pr³⁺离子1S0能级的光子级联发射.SrB₄O₇:Pr³⁺样品的发射谱与SrB₄O₇:Mn²⁺样品监测Mn²⁺离子640nm发射的激发谱在330~430nm的波长范围里存在显著的光谱重叠.这个光谱重叠有利于Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递发生,从而将Pr³⁺离子级联发射中第一步不实用的紫外或近紫外光子转换为Mn²⁺的红光发射.双掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺,Mn²⁺与单掺杂样品SrB₄O₇:Pr³⁺的发射谱比较揭示出Pr³⁺→Mn²⁺的能量传递的确存在,并且提供了一种传递效率的估算方法,表明通过“Pr³⁺-Mn²⁺”组合有可能获得量子效率大于1的高效真空紫外激发发光材料.     

锗酸锌锰荧光体发光学与荧光瞬态衰减研究

制备一系列锗酸锌锰荧光体,并探讨其发光特性、瞬态荧光衰减与色度值与所掺杂锰离子含量之间的相互关系.本系列荧光体锰离子发射峰波长,随Mn²⁺含量由0增加0.05,由527nm红移至534nm.实验表明这可能与Mn²⁺所占据的四面体格位,遭扭曲而导致晶场强度变弱有关.本系列荧光体的CIE色度坐标值,则随所掺杂Mn²⁺含量,仅有微小改变.锗酸锌锰荧光体瞬态荧光衰减的研究结果表明:锗酸锌基质的衰减生命期在纳秒范围;随Mn²⁺掺杂量增加,在毫秒范围的锰离子荧光衰减生命期逐渐缩短.此现象可能与Mn²⁺-Mn²⁺离子对中,Mn²⁺的自旋交换相互作用有密切关系.     

Eu2+,Mn2+在BaZnP2O7中的发光及Eu2+→Mn2+能量传递

采用高温固相法合成了BaZnP₂O₇:Eu²⁺,Mn²⁺荧光粉,并对其发光性质及Eu²⁺对Mn²⁺的能量传递机理进行了研究.Eu²⁺和Mn²⁺在380 nm和670nm的发射峰分别由Eu²⁺的5d—4f跃迁和Mn²⁺的⁴T₁(^{4关键词： 磷酸盐 2+}')" href="#">Eu²⁺ 2+')" href="#">Mn²⁺ 能量传递     

绿色K2-xNaxZn0.94SiO4∶0.06Mn2+荧光粉晶体相变对光致发光性能的影响

采用高温固相法,通过阳离子替代的实验策略,制备出系列窄带发射且颜色可由深黄色调至绿色的K_2-xNa_xZn_0.94SiO₄∶0.06Mn²⁺(0≤x≤2)荧光粉。用X射线粉末衍射仪对样品的物相进行表征,通过扫描电子显微镜和能量色散谱测试对样品的形貌和元素分布进行分析。结果表明,成功地合成了纯相且元素分布均匀的K_2-xNa_xZn_0.94SiO₄∶0.06Mn²⁺(0≤x≤2)荧光粉。在蓝光激发下,随着Na⁺离子逐渐代替K⁺离子,K_2-xNa_xZn_0.94SiO₄∶0.06Mn²⁺(0≤x≤2)荧光粉的发光强度逐渐增强,原荧光粉的发光强度得到有效提高的同时发光颜色由深黄色调至绿色。在427 nm激光的激发下：当x=0.8时,...     

白光LEDs用Ca9.15La0.9(PO4)7∶Eu2+,Mn2+材料的发光特性及能量传递(英文)

利用高温固相法合成了Ca_9.15La_0.9(PO₄)₇∶0.05Eu²⁺,yMn²⁺和Ca_9.3La_0.8(PO₄)₇∶0.05Eu²⁺,yMn²⁺系列荧光粉。通过荧光粉的发射光谱和荧光衰减曲线证实Eu²⁺、Mn²⁺之间存在能量传递,且增大Mn²⁺的掺杂浓度,获得了从青光(绿光)到白光变化的荧光粉。材料的热稳定性显示Eu²⁺的两个不同颜色的发射峰表现出不同的温度猝灭行为。Ca_9.15La_0.9(PO₄)₇∶0.05Eu²⁺,0.35Mn²⁺的色坐标接近标准白光且色温与太阳光相近,光谱覆盖整个可见光区域。研究结果...