(Y,Gd)BO3:Tb3+的真空紫外及紫外激发光谱特性

采用传统的高温固相反应法合成出（Y,Gd）BO3：Tb荧光体,对所制得的荧光体进行了晶体结构分析,分析结果表明结晶良好。（Y,Gd）BO3：Tb在147nm真空紫外光激发下的发射主峰在544nm（Tb^3＋的^5D4→^7F5跃迁）,是一种绿色发光材料。样品的真空紫外激发光谱及紫外激发光谱表明,（Y,Gd）BO3：Tb的基质吸收带位于150nm附近。Gd^3＋离子对真空紫外区的光吸收有增强作用,存在着Gd^3＋→Tb^3＋的能量传递。测量了荧光粉在室温下的荧光衰减特性,其余辉时间约为8ms,能够满足显示显像技术的要求。因此,（Y,Gd）-BO3：Tb是一种有前景的PDP用绿色发光材料。     

Ca_3La(BO_3)_3∶Tb~(3+)的合成与发光性质

高温固相反应法合成了Ca3La(BO3)3∶Tb3 光致发光材料。利用扫描电镜和激光衍射分析仪测定了样品的晶粒形貌及粒径大小分布,利用荧光分光光度计研究了Ca3La(BO3)3∶Tb3 的光致发光特性。确定了在Ca3La(BO3)3基质中Tb3 离子浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机理;探讨了助熔剂L i2CO3、敏化剂Ce3 离子的加入对荧光粉发光强度的影响。     

均一球形PDP用荧光粉(Y,Gd)BO_3∶Eu的合成

利用共沉淀法通过控制稀土离子浓度、沉淀温度等得到稀土氧化物前驱体沉淀,再将其和H3BO3 按化学计量比混合煅烧制备出了平均粒径在 0. 5~1. 0μm的球形、粒径分布较小和无团聚的 (Y,Gd)BO3∶Eu荧光粉,其性能在一些方面优于商用荧光粉。利用X射线衍射、SEM、粒度分析仪和PL光谱进行表征。研究了不同的煅烧温度对荧光粉性能的影响,结果发现用本实验方法在 800 ℃煅烧即可得到纯相的(Y,Gd)BO3∶Eu。而传统固相合成纯相的(Y,Gd)BO3∶Eu反应温度高达 1 200℃。因本方法工艺较易控制,适于在工业生产上推广。     

(Y,G d)(P,V)O_4∶Eu~(3+)荧光粉的发光特性

采用高温固相方法合成了(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 ,经X射线结构分析确定为四方晶系,体心结构,空间群为I41/amd[141]。研究了(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 在VUV及UV激发下的光谱特性,讨论了激活剂Eu3 的浓度对发光亮度的影响。(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 荧光粉的发射主峰在619 nm,证明Eu3 离子占据了非反演对称中心的位置。在(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 (监控619 nm)的激发谱,有一个中心位于156 nm的吸收带,它属于基质的吸收带。将(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 的发光性能与PDP商用红粉(Y,Gd)BO3∶Eu3 进行了比较。(Y,Gd)(P,V)O4∶Eu3 的发射主峰在619 nm,比发射主峰为593 nm的(Y,Gd)BO3∶Eu3 色纯度好,是一种很有应用前景的发光材料。     

(LaO)_3BO_3基质中Tb~(3+)的发光特性

在 2 54nm紫外光 (UV)激发下 ,研究了 (La O) 3 BO3 基质中 Tb3 + 的激发光谱、发射光谱、发光寿命与Tb3 +浓度的关系 ,并探讨了 Tb3 +的 5D3 → 7F4 跃迁发射的自身浓度猝灭机理。在阴极射线 (CR)激发下 ,研究了 (L a O) 3 BO3 :Tb3 + 的发光强度与 Tb3 + 浓度、加速电压及电流密度的关系。发现在 UV或 CR两种激发条件下 ,试样均能发出明亮的绿色荧光 ,有望成为一种有发展前途的绿粉     

(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb的真空紫外光谱特性

(Y,Gd)Al3(BO3)4属于三角晶系,具有R32的空间群,掺入Ce3 ,Tb3 杂质后,其晶格结构没有变化。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Tb随着Gd3 摩尔浓度增大,基质吸收带红移。Gd3 和Tb3 之间存在着很有效的能量传递。Gd3 摩尔浓度在一定范围内(0~0·75mol)增大时,样品在120~300nm光谱范围内的激发强度均是增强的;但是,Gd3 浓度过高造成Gd3 的发射增强,GdAl3(BO3)4:Tb在120~240nm光谱范围内激发强度很明显下降。(Y,Gd)Al3(BO3)4:Ce,Tb在真空紫外激发下,发现Tb3 的发光明显的被Ce3 猝灭。     

LaPO_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce3+和Tb3+共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce3+和Tb3+的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce3+的激发,Tb3+的5D4→7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce3+和Tb3+的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce3+→Tb3+的能量传递速率降低了3倍。Tb3+的5D3能级衰减包括两个过程:快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应5D3→5D4的弛豫,快过程对应5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于5D4的激发态能级上损失的能量更少。     

LEDs用KSr_4(BO_3)_3∶Eu~(2+)荧光粉的发光性质

采用固相法合成了KSr4(BO3)3∶x Eu2+(KSB∶x Eu2+)荧光粉,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及光致发光光谱分别研究了样品的晶相、形貌及发光性质。XRD研究结果表明制备的样品为正交晶系的KSr4(BO3)3单相。当Eu2+的掺杂摩尔分数x为1.5%时,在激发光谱250~550 nm范围内观察到了两个宽带激发,可归属为Eu2+的4f7-4f65d1跃迁;在400 nm激发下,发射谱呈现出一个不对称的黄色发射带,峰值位于560 nm处,可归属于Eu2+的4f65d1-4f7跃迁。因在KSr4(BO3)3化合物中存在3个Sr格位,根据其光谱特征可推测发射谱中非对称的发射带来源于多个Eu2+发光中心。     

LnZr(BO_3)_2∶Eu~(3+)(Ln=Ba,Sr)的真空紫外光谱特性的研究

采用高温固相法合成了Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 系列样品,样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 激发谱在130~170 nm和230 nm区域有两个很强的吸收带,位于130~170 nm的吸收带主要是硼酸盐基质的吸收;位于230 nm附近的吸收主要是Eu3 电荷转移态的吸收。当在样品中以Al部分取代Zr时,电荷转移态的吸收明显增强,并且Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 发射强度也会明显增强;随着x的增大,硼酸盐基质的吸收强度减弱,基质吸收带的主峰值向低能方向移动了大约30 nm。样品Ba(1-x)SrxZr(BO3)2∶Eu3 在147nm激发下,发射出主峰值位于616 nm的强红光,对应Eu3 电偶极(5D0→7F2)跃迁发射。     

紫外激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能

采用高温固相法合成了可被紫外光激发的Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉。考察了激活离子掺杂量等因素对发光性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱和荧光寿命曲线对所合成样品的结构和发光性能进行表征,研究了Gd~(3+)和Tb~(3+)的特征吸收波长激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能。在275 nm(Gd~(3+):8S7/2→6IJ)激发下,检测到了Tb~(3+)的特征发射。通过对比不同Tb~(3+)掺杂量下Gd~(3+):~6P_(7/2)能级的衰减曲线,发现随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短,表明样品中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,传递方式为无辐射共振能量传递。在244 nm(Tb~(3+):4f~8→4f~75d~1)激发下,Gd~(3+)的掺入使得Tb~(3+)的~5D_3能级的发射逐渐减弱,5D4能级的发射增强。Gd~(3+)的掺入使得544 nm(~5D_4→~7F_5)处的特征发射增强了59%~128%,结合荧光衰减曲线得出Gd~(3+)的掺入对Tb~(3+)能级中~5D_3→~5D_4与~7F_6→~7F_0交叉驰豫有促进作用。     

(Y,G d)(P,V)O4:Eu3+荧光粉的发光特性

采用高温固相方法合成了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺,经X射线结构分析确定为四方晶系,体心结构,空间群为I4₁/amd[141]。研究了(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺在VUV及UV激发下的光谱特性,讨论了激活剂Eu³⁺的浓度对发光亮度的影响。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺荧光粉的发射主峰在619nm,证明Eu³⁺离子占据了非反演对称中心的位置。在(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺(监控619nm)的激发谱,有一个中心位于156nm的吸收带,它属于基质的吸收带。将(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发光性能与PDP商用红粉(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺进行了比较。(Y,Gd)(P,V)O₄:Eu³⁺的发射主峰在619nm,比发射主峰为593nm的(Y,Gd)BO₃:Eu³⁺色纯度好,是一种很有应用前景的发光材料。     

绿色荧光粉NaCaPO_4∶Tb~(3 )的制备与发光特性

采用高温固相法合成了适用于UVLED芯片激发的NaCaPO4∶Tb3 绿色荧光粉并对其发光性质进行了研究。该荧光粉的发射峰位于418,440,492,545,586,622nm,分别对应Tb3 的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3能级跃迁。其中位于492,545nm的发射峰最强,样品发射很好的绿光。主要激发峰位于380~400nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与UVLED芯片的发射相匹配。考察了Tb3 掺杂浓度和Li ,Na 和K 作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响:Tb3 的最佳掺杂浓度为10%,以Li 的补偿效果最好。NaCaPO4∶Tb3 是一种适用于白光LED的绿色荧光材料。     

Sr_3Gd(PO_4)_3∶Tm~(3 )的真空紫外光谱特性

研究了Sr3Gd(PO4)3∶Tm3 和GdPO4∶Tm3 样品的结构特性、光谱特性。GdPO4∶Tm3 为单斜晶系,基质掺入铥离子后结构没有明显变化。GdPO4∶Tm3 在164和210nm附近有强烈的吸收峰。位于164nm附近的强烈的吸收峰是归因于基质的吸收引起,210nm附近的吸收峰则归因于Gd3 的8S7/2—6GJ的能级跃迁。在164nm真空紫外光激发下,样品于453及363nm处有较强的发射峰,发射主峰位于453nm,属于Tm3 的1D2→3H4(22,123cm-1)跃迁的典型发射。由于阳离子质量的不同,Sr3Gd(PO4)3∶Tm3 在166nm附近的激发峰高于GdPO4∶Tm3 的同位置的激发峰,其在363nm处的发射有明显减弱,而在453nm处的蓝色发射有显著的增强。     

LaF_3∶Tb~(3+),Ce~(3+)纳米晶的水热合成和荧光特性

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)辅助水热法制备了LaF3∶Tb3+,Ce3+纳米晶,研究了pH,Ce3+/Tb3+和反应时间对样品荧光性能的影响。XRD分析表明,样品的主衍射峰与标准卡片(JCPDS 32-0483)的衍射峰相似,属于六方相晶系,其主衍射峰随掺杂稀土离子浓度增大略有偏移,说明掺杂稀土离子与基质晶格中的La3+发生部分的同晶取代。电镜结果显示,样品颗粒是平均晶粒尺寸在20~50nm内且结晶度高的纳米晶体。在样品的激发光谱中,较强的激发峰位于250nm,归属于铈离子能级的4f→5d跃迁。在250nm光激发下,样品均在490nm有较弱的蓝光发射(电偶极跃迁5 D4→7 F6)和543nm有较强的绿光发射(磁偶极跃迁5 D4→7 F5)。随着Ce3+/Tb3+的摩尔比值增大,其荧光强度先增强后减弱,在nCe3+/nTb3+=4时样品的绿光发射最强。溶液pH能影响LaF3∶Tb3+,Ce3+纳米晶的色纯度和发光强度,其中pH为9时样品的绿色纯度最好,而pH为7时其绿光发射最强。增加水热反应时间有助于提高样品的色纯度和增强绿光发射。     

荧光粉MPO_4:Eu~(3+),Bi~(3+)/Tb~(3+)(M=La,Gd,Y)的结构及发光性能研究

采用高温固相法合成了一系列MPO4∶Eu3+,Bi3+(M=La,Gd,Y)及MPO4∶Tb3+(M=La,Gd,Y)荧光粉材料,用X射线衍射(XRD)仪对样品结构进行了表征。所合成的LaPO4和GdPO4属单斜晶系,而YPO4属体心立方晶系。用Diamond软件对结构进行分析并绘出了晶胞结构。对样品发光性质的研究结果表明,虽然MPO4(M=La,Gd,Y)均属于正磷酸盐,但由于晶格结构不同,其发光性质也不同。立方晶系的YPO4更有利于掺入其中的稀土离子的发光,Bi3+离子的引入能够明显改善样品的发光性能。     

GdVO4∶Eu3+的激发光谱特性研究

测量了GdVO4 ∶Eu3 +在室温下的光致发光光谱 ;研究了不同掺杂方式和烧结气氛对多晶GdVO4 ∶Eu3 +发光性质的影响 ,探讨了GdVO4 ∶Eu3+的激发光谱在 2 0 0～ 35 0nm范围内激发带的来源和GdVO4 ∶Eu3+中的能量传递。在 2 0 0～ 35 0nm范围内的激发带可解释为来自于钒酸根团的配体O到V的电荷迁移跃迁吸收 ;硝酸溶液使部分正GdVO4 形成多钒酸盐 ,还原气氛使GdVO4 产生O空位和部分V变价 ,影响了钒酸根团间的电荷迁移跃迁吸收和钒酸根团间、钒酸根团与Eu3 +间的能量传递 ,产生激发谱带蓝移和激发带间强度比例变化。GdVO4 中VO3 -4 的π轨道能使得VO3 -4 和稀土离子 (Gd3+、Eu3+)的电子波函数有效地重叠 ,从而VO3 -4 和稀土离子可通过交换作用有效地传递能量。GdVO4 ∶Eu3+在 2 0 0nm处的吸收很弱 ,在此位置也没有Gd3 +或Eu3+的 4fn -15d的吸收和明显的 4fn 高能级吸收 ,而激发却十分有效 ,可解释为由于存在VO3 -4 与Gd3 +或Eu3+的 4fn 高能级间有效的能量传递所致 ;由于Gd3 +的特征发射恰好在基质的强激发带 ,且Gd3+的特征发射没有出现 ,可存在Gd3 +→VO3-4 →Eu3 +的能量传递。Gd3+的6GJ、6PJ能级间隔与Eu3 +的7F1、5D0 能级间隔相近 ,处于6GJ态的Gd3 +可通过共振能量传递激发Eu3 +到5D0 态 ,这可导致Gd3 +     

绿色发光粉CaBa2(BO3)2 ∶ Tb3+的 制备和发光特性

采用高温固相法合成了绿色荧光粉CaBa₂(BO₃)₂ ∶ Tb³⁺ 并对其发光特性进行了研究。发射峰值位于496, 549, 588, 622 nm,分别对应Tb³⁺的⁵D₄ →⁷F₆、⁵D₄ →⁷F₅、⁵D₄ →⁷F₄、⁵D₄ →⁷F₃ 能级跃迁。其中以496 nm和549 nm的发射峰最强,样品呈现很好的绿色发光。 主要激发峰位于200~300 nm之间,属于4f⁷5d¹宽带吸收。考察了Tb³⁺掺杂 浓度和Li⁺ , Na⁺ 和 K⁺ 作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响,几乎不发生浓度猝灭现象,Li⁺的补偿效果最好。还确定了原料CaCO₃、BaCO₃、H₃BO₃的最佳配比,当H₃BO₃过量3%时,合成的晶体发光亮度最好。     

CaTiO_3∶Pr~(3+)长余辉玻璃的制备与发光性能

用二次熔融法制备了CaTiO3∶Pr3+红色长余辉玻璃。测量了样品的发射光谱,其发射光谱峰值为611.7,614.5 nm,对应于Pr3+的4 f-4 f(1D2→3H4)跃迁,与CaTiO3∶Pr3+晶态长余辉发光粉的发射光谱峰值相一致。玻璃粉与发光粉的质量配比在95∶5~80∶20时,都可以形成玻璃态并得到红色长余辉发光。研究了气氛和熔融温度对发光性能的影响,在空气环境下,800℃即可得到性能良好的样品。     

红色荧光粉Ca_4(La_(1-x-y)Gd_xY_y)_(1-n)O(BO_3)_3∶nEu~(3+)的发光和优化

用高温固相法合成了红色荧光粉Ca4(La1-x-yGdxYy)1-nO(BO3)3∶nEu3+(LnCOB∶Eu,Ln=La1-x-y-GdxYy),并对其在真空紫外至可见范围的发光性质进行了系统的研究,找出发光较好的组分范围并与某些商品红色荧光粉进行了比较。LnCOB∶Eu在254 nm紫外线激发下的发射光谱为Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)的特征跃迁。监测其最强的5D0→7F2发射线,其激发光谱在250 nm左右有一个宽的激发带,归属于Eu-O电荷迁移带,适于用254 nm汞线激发;在300~450 nm有一些弱的归属于Eu3+的f-f跃迁的锐吸收峰;在真空紫外区184~188 nm附近有一个宽带,为基质吸收带,并可能包含了Eu3+的f-d跃迁。在Ca4GdO-(BO3)3∶Eu3+的激发光谱中,还包含了Gd3+的8S7/2→6GJ跃迁,此跃迁增强了荧光粉在184~188 nm附近的激发强度。     

水热合成NaGdF_4∶Yb~(3+),Er~(3+)及Na(Y,Gd)F_4∶Yb~(3+),Er~(3+)的尺寸控制及发光性能研究

采用水热法制备NaGdF4∶Yb3+,Er3+及Na(Y,Gd)F4∶Yb3+,Er3+,通过改变温度、时间、pH、柠檬酸三钠浓度比、氟源浓度比及掺杂Y3+浓度来调节颗粒的尺寸及研究其对发光强度的影响。通过XRD、FE-SEM、PL测试对样品进行表征分析。当溶液呈强酸性时,形成的是纯GdF3相;pH提高后,GdF3转变为β-NaGdF4相。柠檬酸三钠含量的增加会抑制颗粒尺寸的生长从而降低发光强度。氟源含量的增加会使颗粒沿(001)面生长,发光强度也增大。而随着掺杂Y3+含量的增加,颗粒尺寸增大,发光强度呈现先下降后升高的趋势。