稀土离子(Eu3+,Tb3+,Ce3+)掺杂ZnAl2O4/SiO2微晶玻璃的制备与发光性能

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al₂O₃-90SiO₂(ZAS)以及ZAS[DK]:RE³⁺ (RE=Eu,Tb,Ce) 透明微晶玻璃。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响。XRD结果表明,ZAS[DK]:RE³⁺ (RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl₂O₄晶相和SiO₂非晶相,ZnAl₂O₄平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl₂O₄晶体结构。TEM结果表明,900 ℃时ZnAl₂O₄从ZAS体系中析出。PL光谱显示,Eu³⁺ 存在 ⁵D₀→⁷F₂跃迁,ZAS[DK]:Eu³⁺在611 nm 处发出强烈的红色光;由于Tb³⁺ 的⁵D₄→⁷F₅ 跃迁,ZAS[DK]:Tb³⁺在541 nm 处发出明亮的绿色光;ZAS[DK]:Ce³⁺ 在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce³⁺ 的5d→4f 轨道跃迁。ZAS[DK]:RE³⁺ (RE=Eu, Tb, Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu³⁺、Tb³⁺ 和Ce³⁺的最佳单掺杂摩尔分数分别为20%、20%和3%。CIE色度图表明,ZAS[DK]: RE³⁺ (RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域。实验结果表明,ZAS:RE³⁺ (RE=Eu,Tb,Ce) 微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料。     

Gd2O3:(Ce3+,Eu3+)微晶中稀土离子间的级联能量传递

本文了纳米Gd2O3:(Ce^3 ,Eu^3 )的紫外与真空紫外（UV-VUV)激光谱及其选择激发下的荧光光谱,这些光谱实验表明,除Gd2O3基质与Ce^3 ,Eu^3 离子之间的能量传递外,还存在着Gd^3 与Ce^3 ,Eu^3 间的能量传递,即存在Gd^3 →Ce^3 →Eu^3 三种稀土离子间的级联传递。     

激发波长和Eu2+的掺杂量对Sr4 Al14 O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在低温、还原气氛下制备了长余辉发光材料Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+.用X射线粉末晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1200℃已经得到纯相的Sr4Al14O25产物.研究了铕和锶的比值、激发光波长对所制备的Sr4 Al14O25:Eu2+,Dy3+发光性能的影响并对其影响机理进行了探讨.样品的发光性能测试结果表明:采用溶胶-凝胶法制备长余辉发光材料Sr4Al14O25:Eu2+,Dy3+,其灼烧温度比高温固相法灼烧温度低;激发光谱向长波方向延伸时,在488 nm处发射峰增强,在410 nm处发射峰减弱;在一定范围内发光强度随着Eu2+量的增加而增强,Eu2+的最佳掺杂量为0.007,Eu2+的掺杂量超过0.007时会发生浓度猝灭.     

溶胶-凝胶法制备掺Sm3+的SiO2玻璃的结构及发光性能

利用溶胶－凝胶技术制备了掺不同量Sm^3+和不同退火温度下的SiO2凝胶和玻璃,通过三维荧光光谱、激发光谱、发射光谱的测试,确定了Sm^3+在SiO2凝胶玻璃中的最佳激发波长为360nm,最强发射波长为610nm,激发光谱的峰位置在360、393、464nm处,发射光谱的峰位置在578、591、595、610、732处,分别归属于^4G5/2-^6H5/2、^4G5/2-^5H7/2、^4G5/2-^6H11/2跃迁,并证明当掺杂量达到1．15％时,Sm^3+的发光最强,当Sm^3+的掺杂量超过1．15％时,发生浓度猝灭效应。     

Yb~(3+)/Er~(3+)掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3+/Er3+掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度(1 100℃)和退火温度(440℃,480℃)。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器(LD)激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3+/Er3+(摩尔分数)和Er3+浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3+∶Er3+=4∶1、Er3+摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3+,Er3+离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。     

用溶胶-凝胶方法制备Tb3+掺杂的硅基发光材料

报道了用溶胶-凝胶方法制备Tb³⁺掺杂的硅基发光材料.并用荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、差热分析和热重测定等方法研究了材料的制备规律.实验结果表明该制备方法在500℃的退火条件下即可以使Tb³⁺掺杂到硅基发光材料产生室温下的545nm荧光;稀土离子的掺杂浓度可任意调节,最佳浓度为5×10¹⁹/cm³;薄膜在微米量级上有较好的平整度.用该方法在改善材料的掺杂浓度、发光性能及降低材料的退火温度方面有特殊的优越 关键词：     

以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的SiO2,SiO2-B2O3和SiO2-B2O3-Na2O体系材料的结构及Eu3+的发光性质

用溶胶-凝胶法制备以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的SiO2,SiO2-B2O3和SiO2-B2O3-Na2O为基质的发光材料.材料经1000℃退火处理后,结构十分稳定.通过激发光谱和发射光谱、红外光谱、TEM、XRD研究了基质结构对Eu3 发光性能的影响.结果显示:在589和614 nm处显示Eu3 的特征发射带,对应于Eu3 的5D0→7Fj(j=1,2)跃迁;与直接掺入EuCl3的玻璃材料相比,以Eu-苯甲酸-1,10-菲咯啉为掺杂剂的玻璃材料,虽然Eu的掺杂量较小,但Eu的发光强度较大.与以SiO2为基质的玻璃材料相比,以SiO2-B2O3为基质的玻璃材料Eu3 的发光减弱,其红外光谱显示形成Si-O-B键,说明该结构对Eu3 的发光有猝灭作用,以SiO2-B2O3-Na2O为基质的玻璃材料Eu3 的发光明显增强,其红外光谱显示不存在SiOB键的振动吸收,可能是Na取代B的位置,形成Si-O-Na键,此结构对Eu3 的发光有一定的增强作用.     

稀土Eu3+掺杂纳米TiO2-SiO2发光材料的制备和发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土Eu3+掺杂于不同比例的纳米TiO2-SiO2复合体系,研究了基质中钛、硅摩尔配比对发光性能的影响.样品的FTIR谱图显示:纳米复合氧化物SiO2-TiO2之间发生了键合作用,形成了Ti-O-Si键;TEM显示样品的颗粒大小约为35 nm,是具有一定的单分散性的球形颗粒;XRD和SAED结果表明,样品退火至700℃后仍为单一的锐钛矿相,这说明微量硅的加入对二氧化钛的锐钛矿相有热稳定的作用.当微量的Si4+进入TiO2的晶格,取代部分Ti4+的位置时,形成了结构等电子陷阱.通过对样品的激发光谱、发射光谱分析,发现这种结构有利于将基质吸收的能量传递到发光中心,使Eu3+的465nm处7F0→5D2激发效率最高,成为最灵敏的激发线.     

Eu3+和Tb3+掺杂的Y2SiO5体系发光特性研究

采用溶胶－凝胶法合成了Eu^3 和Tb^3掺杂的Y2SiO5基发光材料，通过测量它们的激发光谱和发射光谱，研究了它们的发光特性，探讨了材料中Tb^3和Eu^3 两种发光中心间的能量关系。结果表明，Eu^3＋在其中的特征发射以^5D0→^7F2电偶极跃迁为，Eu^3处于非反演对称中心格位；Tb^3在其中的发射为^5D4→^7FJ(J＝4－6）跃迁发射。当Eu^3和Tb^3共存于Y2SiO5基质中时Eu^3的发射增强，Tb^3的发射减弱，存在Tb^3→Eu^3能量传递，Tb^3对Eu^3具有敏化作用。     

Dy3+单掺和Er3+,Yb3+共掺氧氟微晶玻璃的发光性能

采用高温熔融法和热处理工艺制作了含有GdF3纳米晶的氧氟微晶玻璃。在386 nm激发下,Dy3+掺杂氧氟微晶玻璃的发光强度明显增强,且蓝光对黄光的发光强度比逐渐增大,表明Dy3+已进入到GdF3纳米晶中。在980 nm激光器泵浦下,Er3+,Yb3+共掺氧氟微晶玻璃的上转换发光随着热处理温度的升高明显增强,Er3+的上转换发光出现明显的Stark分裂现象,这亦说明Er3+已进入到GdF3纳米晶相中。通过研究上转换发光强度与泵浦功率的关系,确定绿光上转换发光为双光子过程。     

PEG400对Eu(BA)3/SiO2发光性能的影响

稀土有机配合物进行无机化能提高热稳定性,但无机化基质对稀土有机配合物的荧光性影响较大,采用PEG3400对复合体进行改性,有利于改善荧光性.文章采用溶胶-凝胶法合成Eu(BA)3/SiO2和Eu(BA)3/PEG400-SiO2复合发光材料.研究了PEG400掺入量对SiO2中Eu(BA)3发光性能的影响,PEG400作为路易斯硬酸和稀土离子配体增强了Eu(BA)3的发光性能.用红外光谱说明PEG400的掺人有利于减少发光材料中的结晶水和羟基数目.通过原子力显微镜分析了PEG400的掺入量对SiO2基质结构的影响.     

晶粒尺寸调控Er~(3+)掺杂微晶玻璃上转换发光颜色的研究

首先,使用高温熔融冷却技术,制备了不同掺入比例的NaF,YF_3玻璃样品。然后将退火后的玻璃样品切割加工成15mm×15mm×3mm,实施抛光处理。最后,通过差热分析确定玻璃转变温度Tg、第一析晶峰Tx和玻璃整体析晶峰Tc等特征温度。将样品在600℃下热处理2h后,在玻璃样品中成功的析出了不同晶粒尺寸的NaYF4微晶。对样品进行了XRD,TEM和EDX的分析,可以确定不同样品中晶粒的尺寸与分布。结合样品荧光光谱和吸收光谱的分析,探讨了Er~(3+)在不同晶粒尺寸样品中的上转换发光特征,当晶粒尺寸由大变小时,Er~(3+)逐渐由红光发射转向绿光发射。通过析晶活化能的分析,确定了NaF可以改善玻璃网络结构,当NaF含量降低时,可以提高玻璃网络结构的完整性,增加玻璃样品的析晶活化能,降低了微晶玻璃样品的析晶能力,进而对微晶玻璃样品内微晶尺寸起到调节作用。因此:当样品中NaF含量较高时,晶粒尺寸较大,晶粒中的Er~(3+)浓度较高,使得Er~(3+)-Er~(3+)之间的交叉驰豫作用增强,导致Er~(3+)红光发射较强;相对应地,NaF含量较低时,晶粒尺寸较小,晶粒中Er~(3+)浓度较低及交叉弛豫减弱,因此,Er~(3+)绿光发射增强。通过改变玻璃组分,调节微晶玻璃中晶粒尺寸,实现了对Er~(3+)在微晶玻璃中发光颜色的调控。     

Eu2+/Eu3+掺杂的微晶玻璃发光特性研究

通过高温熔融法和热处理成功制备了白光发光的Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂SiO_2-Al_2O_3-ZnO-K_2CO_3微晶玻璃。测试了微晶玻璃的X射线衍射谱(XRD)、激发光谱和荧光光谱。研究发现,X射线衍射谱表明了玻璃基质中存在β-Zn_2SiO_4纳米晶粒,根据XRD结果和Scherrer公式计算得到β-Zn_2SiO_4晶粒大小约为35 nm。在紫外光激发下,观察到强烈的宽带蓝光(400～460 nm)和红光(574,587,611,650和700nm)发光,分别对应Eu~(2+)的4f~65d→4f~7能级跃迁以及Eu~(3+)的~5D_0→~7F_J(J=0,1,2,3,4)能级跃迁,与未热处理玻璃样品相比较,微晶玻璃的发光强度大大增强。研究结果表明,Eu~(2+)/Eu~(3+)掺杂的SiO_2Al_2O_3-ZnO-K_2CO_3晶玻璃是一种白光LED潜在的基质材料。     

Ce~(3+)掺杂LiLuF_4氟氧微晶玻璃的发光性质

通过熔融法以及热处理,制备了Ce~(3+)掺杂含Li Lu F_4纳米晶的透明氟氧微晶玻璃。XRD结果表明,玻璃中析出的晶相为Li Lu F_4,其晶粒大小随热处理温度的升高和时间的延长而变大。在330 nm紫外光激发下,Ce~(3+)掺杂的氟氧玻璃和Li Lu F4微晶玻璃的发射为一峰值波长为370 nm的宽带光谱。微晶玻璃的发光强度显著高于未经过热处理的基础玻璃,并且随着热处理温度的升高及时间的延长,微晶玻璃的发光逐渐增强。微晶玻璃的370 nm发射的荧光寿命均长于基础玻璃的。     

Yb^3＋/Er^3＋掺杂氟氧化物微晶玻璃的制备与发光性能

采用高温熔融法制备了Yb3＋/Er3＋掺杂的氟氧化物发光微晶玻璃,确定了最佳熔化温度（1 100℃）和退火温度（440℃,480℃）。测定得到基质玻璃的透过率为85%,掺入稀土后,透过率有所下降,并出现了稀土离子的特征吸收峰。980 nm半导体激光器（LD）激发下样品的上转换发射光谱存在4个明显的发射峰,分别为410,532,546和656 nm,对应于2H9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2,4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁。研究了不同Yb3＋/Er3＋（摩尔分数）和Er3＋浓度对上转换发光强度的影响,当Yb3＋∶Er3＋=4∶1、Er3＋摩尔分数为1.5%时,上转换发光强度达到最高。根据发光强度与泵浦功率之间的关系,确定了上转换发射均为双光子过程。讨论了Yb3＋,Er3＋离子间的能量传递,建立了上转换发光机制。     

Tb3+和Na2WO4共掺杂SiO2材料的制备及其发光性质

通过溶胶-凝胶技术制备了稀土离子Tb3 和Na2WO4共掺杂的SiO2材料,利用DTA-TG,IR,XRD等测试手段研究了材料的结构。材料属于非晶态,800℃退火后Tb3 和Na2WO4共掺杂样品的主要结构为SiO2的网状结构。通过三维荧光光谱,荧光激发光谱和发射光谱,分析探讨了Na2WO4对掺稀土离子的SiO2体系发光性质的影响。结果显示,在230nm激发下,样品显示Tb3 的5D4—7Fj(j=4,5,6)和5D3—7Fj(j=4,5,6)发射光谱,在紫外灯的照射下,发射均匀的蓝绿色荧光,说明样品掺杂均匀且分散性较好。Na2WO4的掺入,并不影响Tb3 在SiO2基质中的发射峰的主要位置,但对发光强度有很大的影响,敏化了5D4—7F6蓝色跃迁而猝灭了5D4—7F5绿色跃迁,使材料发射蓝绿色荧光。文章通过所得的能级图,对样品的跃迁机理进行了分析。     

纳米二氧化钛的制备及Eu~(3+)掺杂发光研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了四种不同配方Eu3+掺杂的TiO2纳米晶.利用扫描电镜(SEM)、EDS能谱、光致发光光谱对样品的形貌、成份及性能进行了表征.研究了退火温度、稀土Eu3+离子掺杂摩尔分数、溶剂乙醇量等对发光性能的影响,并对其发光机理进行了探讨.结果表明:稀土Eu3+掺杂TiO2纳米晶样品,掺杂均匀、颗粒大约在30～80nm;从EDS能谱分析可得Ti:O原子个数比并不是按化学计量TiO2满足1:2,这是因为在TiO2中形成的是Ti-O-Ti键,Eu3+离子很可能取代了Ti4+离子,同时又形成了氧空位,表明稀土Eu3+离子进入TiO2晶格中;样品的主发射峰在614nm(5D0→7F2)处发光最强,且在593nm(5D0→7F1)处出现了属于磁偶极跃迁的发射峰,制备Eu3+∶TiO2纳米晶的组分、退火温度、溶剂乙醇的量不同,发射光谱的强度也不同.     

稀土掺杂的纳米发光材料的制备和发光

概述了用溶胶-凝胶法制备的纳米Y2SiO5：Eu及燃烧法合成的纳米Ln2O3：Eu(Ln=Y,Gd)的发光性质,包括它们的激发光谱、发射光谱、荧光寿命,以及这些性质随颗粒尺寸的变化。着重介绍了稀土掺杂的纳米发光粉中浓度猝灭受到抑制的现象,认为这一特性为纳米发光材料的实际开发应用展示了广阔的前景。文中还对X1型Y2SiO5：Eu纳米粉中的不同发光中心的发光,和它们之间的能量传递作了讨论。     

纳米二氧化钛的制备及Eu3＋掺杂发光研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了四种不同配方Eu3+掺杂的TiO2纳米晶.利用扫描电镜（SEM)、EDS能谱、光致发光光谱对样品的形貌、成份及性能进行了表征.研究了退火温度、稀土Eu3+离子掺杂摩尔分数、溶剂乙醇量等对发光性能的影响,并对其发光机理进行了探讨.结果表明:稀土Eu3+掺杂TiO2纳米晶样品,掺杂均匀、颗粒大约在30~80 nm|从EDS能谱分析可得Ti:O原子个数比并不是按化学计量TiO2满足1:2,这是因为在TiO2中形成的是Ti-O-Ti键,Eu3+离子很可能取代了Ti4+离子,同时又形成了氧空位,表明稀土Eu3+离子进入TiO2晶格中|样品的主发射峰在614 nm(5D0→7F2)处发光最强,且在593 nm(5D0→7F1)处出现了属于磁偶极跃迁的发射峰,制备Eu3+∶TiO2纳米晶的组分、退火温度、溶剂乙醇的量不同,发射光谱的强度也不同.