Tb~(3+)离子在镧、钇、钆二元硫氧化物固溶体中的发光研究

用稀土氧化物硫化法合成了发光体(La_(0.9)Gd_(0.1))_2O_2S:Tb,(La_(0.9)Y_(0.1))_2O_2S:Tb和(Y_(0.8)Gd_(0.2))_2O_2S:Tb,用X射线、阴极射线和254nm 紫外线三种激发方式测试了不同Tb~(3+)离子浓度(每摩尔基质中含0.0001～0.1摩尔Tb~(3+))时,它们的发光性能。测定了它们的发光亮度、发光色度随激活剂Tb~(3+)离子浓度的变化,研究了在这三种发光体中Tb~(3+)离子的~5D_3→~7F_J和~5D_4→~7F_J 的能级跃迁强度随Tb~(3+)离子浓度变化的关系。最后探讨了激活剂 Tb~(3+)离子在这三种发光体中的浓度猝灭机理。     

水杨酸盐敏化BaF2∶Tb3+纳米粒子中的Tb3+离子发光

采用水热法制备了均匀、单分散的BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子,并采用离子交换法制备了水杨酸钠敏化的BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子(SS-BaF₂∶Tb³⁺)。 系统地研究了样品的结构、形貌和光致发光性质。 结果表明,监测Tb³⁺离子在547 nm的⁵D₄→⁷F₅跃迁,SS-BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子获得了从200 nm到385 nm波长范围宽的激发带;激发SS的π-π^*电子跃迁吸收,由于SS到Tb³⁺的能量传递(“天线效应”),SS-BaF₂∶Tb³⁺纳米粒子产生了增强的Tb³⁺离子绿光发射;敏化纳米粒子中Tb³⁺离子光致发光寿命比未敏化纳米粒子中Tb³⁺离子寿命长。     

在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中Tb~(3+)的发光及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化

用高温固相反应法合成了发光材料、研究了Tb~(3+)在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中的光致发光性质及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化作用.在254nm紫外光激发下,Tb~(3+)的发光较弱,但Ce~(3+)对Tb~(3+)有强的敏化作用,其能量传递机埋是偶极-偶极相互作用引起的共振能量传递,计算了传递效率。     

Yb~(3+)-Tb~(3+)共掺杂β-NaYF_4纳米晶的上转换发光特性研究

采用水热合成法,以油酸作乳化剂成功制备了Yb~(3+)-Tb~(3+)共掺杂β-NaYF_4纳米晶。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备的样品进行表征。在980 nm红外半导体激光器的激发下,不仅观察到Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺杂NaYF_4纳米晶对应于Tb~(3+)离子5D3→7FI(I=6,5和4)和5D4→7FI(I=6,5,4和3)能级跃迁从红色到紫外的上转换荧光,同时还观察到了杂质离子Er~(3+)的发光。实验发现随着Yb~(3+)浓度的相对减小和Er~(3+)浓度的相对增大,489 nm对应于Tb~(3+)离子5D4→7F6能级跃迁的上转换蓝光得到增强。在Yb~(3+)-Tb~(3+)-Er~(3+)系统中,简要地讨论了从Yb~(3+)到Er~(3+)再到Tb~(3+)的能量传递过程。     

La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)/Tb~(3+)荧光材料的制备及其光致发光性能

采用优化的高温固相方法制备了稀土离子Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2系荧光材料,并对其物相行为、晶体结构、光致发光性能和热稳定性进行了详细研究。结果表明,La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Eu~(3+)材料在紫外光激发下能够发射出红光,发射光谱中最强发射峰位于616 nm处,为5D0→7F2特征能级跃迁,Eu~(3+)的最优掺杂浓度为0.08,对应的CIE坐标为(0.610 2,0.382 3);La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2∶Tb~(3+)材料在紫外光激发下能够发射出绿光,发射光谱中最强发射峰位于544 nm处,对应Tb~(3+)的5D4→7F5能级跃迁,Tb~(3+)离子的最优掺杂浓度为0.15,对应的CIE坐标为(0.317 7,0.535 2)。此外,对2种材料的变温光谱分析发现Eu~(3+)和Tb~(3+)掺杂的La_7O_6(BO_3)(PO_4)_2荧光材料均具有良好的热稳定性。     

Sm~(3+)掺杂(Y,Tb)AG:Ce~(3+)荧光粉的制备及光谱性能

采用柠檬酸溶胶凝胶燃烧合成法制备了一系列组成的(Y,Tb)3Al5O12:Ce3+,Sm3+荧光粉。通过X射线衍射、荧光光谱研究了不同Sm3+离子共掺杂浓度下(Y,Tb)AG:Ce3+荧光粉的晶体结构及光致发光性能。Rietveld全图拟合(Rietveld method of wholepattern fitting)结果表明:掺杂后样品仍为纯立方石榴石相,随着Sm3+离子共掺杂浓度的增加,样品的晶胞参数增大。在467 nm激发下,激发能由Ce3+离子向Sm3+离子单向传递,从而在617nm处出现红光发射。Tb3+离子取代不利于Ce3+离子与Sm3+离子的能量传递,同时Ce3+离子受更强的晶体场作用及与O2-离子间增强的共价性使发射主峰红移,Sm3+掺杂的TAG:Ce体系中,激发能由敏化剂Ce3+离子向激活剂Sm3+离子的传递路径包括5d→4f2F5/2,7/2(Ce3+)和7F6→5D4(Tb3+)到4G5/2→6H7/2(Sm3+)两部分。     

银纳米颗粒对CaSrSiO_4:Tb~(3+)光致发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了系列的Ag, Tb~(3+)单掺和共掺CaSrSiO_4纳米荧光粉。XRD和SEM分析结果表明, Tb~(3+)和Ag颗粒的掺入对纳米粉末晶体结构的影响较弱,但CaSrSiO_4:0.7Tb~(3+),0.1Ag样品呈现了立方体结构,且颗粒尺寸明显增大。XPS结果显示Ag单质和Ag~+共存于荧光粉中。在243 nm激发下,同时观测到强的545, 415和381 nm的光致发光谱,以及较弱的437, 586和624 nm发光峰。掺入0.1%(摩尔分数)Ag纳米颗粒时,能够使CaSrSiO_4:0.7Tb~(3+)纳米荧光粉的光致发光强度增强25%。最后讨论了掺Ag颗粒浓度对Tb~(3+)的545和381 nm特征峰衰减曲线的影响。     

Tb~(3+)离子激活的ZnO-SrO-SiO_2发光材料的合成

由于5s壳层的屏蔽,Tb~(3+)离子的4f电子跃迁产生的发光,其波长受基质的影响很小,而发光强度却与基质材料、Tb~(3+)离子的浓度有密切的关系。Tb~(3+)离子激活的硅酸盐发光材料在专利中曾有报导,但Tb~(3+)离子在ⅡA、ⅡB族硅酸盐中的发光行为尚未见报导。我们在过去工作的基础上,合成了Tb~(3+)离子激活的ZnO-SrO-SiO_2发光材料。     

Y_3Al_5O_(12)中Tb~(3+)到Ce~(3+)的辐射和无辐射能量传递

在包括2660AUV脉冲激光的短波外辐射的激发下,研究了YAG:Ce,Tb磷光体中能量从Tb~(3+)的~5D_3和~5D_4能级无辐射地传递给Ce~(3+)的最低5d态和Tb~(3+)到Ce~(5+)的辐射传递。由于发生能量传递,使Ce~(3+)和Tb~(3+)的漫反射吸收和激发光谱,发射强度,荧光光谱和荧光寿命等发生了很大变化。本工作为发展新发光材料提供了重要依据。     

Er~(3+)和Ce~(3+)/Ce~(4+)掺杂β-BaB_2O_4纳米棒的制备、结构与发光性质

以Ba(NO_3)_2、NaBH_4、Er_2O_3和CeO_2为原料,在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面活性剂辅助下,采用水热法制备了β-BaB_2O_4(β-BBO)纳米棒,稀土离子Er~(3+)单掺杂的β-BBO(β-BBO:Er~(3+))及Er~(3+)和Ce~(3+)/Ce~(4+)共掺杂的β-BBO(β-BBO:Er(3+)/Ce~(3+)/Ce~(4+))纳米棒.通过X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和光致发光(PL)光谱分别对样品的物相、结构、形貌、成分及光致发光性质进行了表征.研究结果表明:微量稀土离子掺杂并不改变β-BBO的结构,制得的纳米棒尺寸均匀,长度在200-500 nm之间,直径在10-20 nm之间;β-BBO:Er~(3+)和β-BBO:Er~(3+)/Ce~(3+)Ce~(4+)纳米棒在400nm光激发下,在可见光范围内都观察到中心波长为515和542 nm的绿光.对发光机理的初步研究表明:发光分别对应于Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2),~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁,铈离子以Ce~(3+)和Ce~(4+)两种形式存在于体系中,Ce~(3+)对Er~(3+)起敏化作用,可以显著增强β-BBO:Er~(3+)/Ce~(3+)/Ce~(4+)纳米棒的发光强度,存在Ce~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程.     

Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针对水中Cu~(2+)的超灵敏检测

合成了一种Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针cs124-DTPA-NH-PEGDBI-Fe3O4∶Tb。该复合荧光探针与Cu~(2+)有很强的结合能力,Cu~(2+)对Tb~(3+)配合物修饰的磁性纳米荧光探针具有荧光猝灭作用。实验表明,该复合荧光探针稳定性良好且有很好的水溶性,可在较宽的pH范围(5.0~10.0)快速检测Cu~(2+)。此外,在竞争实验中发现,该纳米荧光探针能够实现对溶液中Cu~(2+)的超灵敏和选择性检测而对其他多种常见离子响应较小,对Cu~(2+)的检测限甚至可达到1nmol/L。     

高荧光性纳米球状α-NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)的水热合成

以酒石酸钾钠(C_4O_6H_4KNa)为原料和辅助剂,采用水热法合成了高荧光性能的立方相(α-)NaYF_4∶Ce/Tb~(3+)荧光材料。利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、荧光分光光度计(FL)和傅立叶红外光谱(FTIR)对样品的结构和荧光性能进行了分析。结果表明:随着酒石酸钾钠添加量的增加,样品的物相由混合相[立方相(α-)和六方相(β-)]转变为纯立方相(α-)NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+),又转变为混合相(α+β),继而再转变为纯六方相(β-)NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+);SEM显示合成的混合相(α+β)NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)为六棱状微米柱和纳米球,而纯α-NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)为100nm左右纳米球微粒,酒石酸钾钠对形貌的形成起着一定的控制作用。所合成的NaYF_4∶Ce~(3+)/Tb~(3+)最强发射峰位于543nm,来源于Tb~(3+)的5D4-7F5的电子跃迁对应特征绿色发光;添加1.2g酒石酸钾钠,180℃下水热反应24h得到的纯α-NaYF_4∶5%Ce~(3+)/5%Tb~(3+)荧光性能最强。     

高温固相合成Gd_2O_2S∶Tb~(3+)微米亚微米晶及其发光性能研究

通过高温固相法合成Gd_2O_2S∶Tb~(3+)微米亚微米晶,研究了不同反应条件对晶体生长及其荧光发光性能的影响。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光光谱(PL)对Gd2O2S∶Tb~(3+)粉末进行表征。结果表明:反应时间、温度及Tb掺杂量对产物的荧光发光强度有显著影响,当Tb~(3+)掺杂量为7%时,在900℃下反应4h的样品荧光强度最佳。实验合成的Gd_2O_2S∶Tb~(3+)粉末具有优越的发光性能,用254nm光激发时,在λ=543nm处有一对应于Tb~(3+)(5D4→7F5)跃迁的强发射峰。     

磁性荧光双功能复合纳米粒子Fe_3O_4@SiO_2@ZrO_2∶Tb~(3+)的合成和表征（英文）

通过原位反应合成法成功合成了一种新型水溶性的磁性荧光复合纳米粒子Fe_3O_4@SiO_2@ZrO_2∶Tb~(3+),并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、磁性测试仪和荧光(PL)光谱对其形貌、尺寸、相组成、磁性和荧光性能进行了表征。结果表明,核(Fe_3O_4@SiO_2)壳(ZrO_2∶Tb~(3+))结构组成的磁性荧光复合纳米粒子具有超顺磁性,其饱和磁化强度达到36 emu/g,并且在494 nm(~5D_4→~7F_6)、549 nm(~5D_4→~7F_5)、587 nm(~5D_4→~7F_4)和625 nm(~5D_4→~7F_3)处具有4个Tb~(3+)特有的荧光发射光谱带峰值。磁性荧光双功能的复合纳米粒子在生物医学领域具有潜在的应用价值。     

ZrO2∶Tb3+纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2:Tb3+纳米晶.通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2:Tb3+纳米晶.当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯Zr02是以四方相和单斜相同时存在.说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用.由ZrO2:Tb3+)的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm:在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F4能级跃迁,以491,545nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2:Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了.     

LaP3O9：Ce,Tb磷光体的合成与光谱特性

Ce~(3+)离子有宽而强的4f-5d吸收带,能有效地吸收能量,并形成强的宽带发射。Ce~(3+)的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁,其5d态的寿命非常短。为此Ce~(3+)可将能量有效地传递给其它离子,而成为良好的敏化剂。通常Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化十分有效,已有许多Ce~(3+)敏化Tb~(3+)的绿色发光材料。稀土磷酸盐是发光和激光材料的良好基质,LaPO_4:Ce,Tb已用作灯用三基色荧光粉,对不同类型稀土磷酸盐中Ce~(3+)、Tb~(3+)的发光已有不少报道,为探索新的高效     

基于CaBa_2(BO_3)_2中的Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递及光谱特性

采用高温固相法合成了Ce3+,Tb3+掺杂激活的CaBa2(BO3)2荧光粉,并对其发光特性进行了研究。观察到CaBa2(BO3)2中Ce3+对Tb3+发光的敏化现象。在367 nm紫外光激发下,单掺Tb3+时CaBa2(BO3)2不发光。当Ce3+和Tb3+共掺时,出现Tb3+的发射峰,样品发绿光,表明Ce3+对Tb3+的发光有很强的敏化作用。根据Forster-Dexter理论,分析Ce3+和Tb3+的能量传递过程,还证明在CaBa2(BO3)2:Ce3+,Tb3+中Ce3+对Tb3+的能量传递属于共振能量传递。     

NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的水热合成及发光性质研究

采用水热法制备了Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)离子共掺杂的钨酸钆钠纳米晶(NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)),并在800℃进行了热处理。分别采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪(PL)对纳米晶的晶体结构、微观形貌和上转换发光性质进行了表征。XRD结果显示样品属于四方晶系、白钨矿结构。SEM图谱表明所得纳米晶具有较好的分散性,颗粒大小约为50 nm。在980 nm激光激发下,NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶发出546 nm的绿光与660 nm红光,分别对应Ho~(3+)离子的~5F_4,~5S_2→~5I_8和~5F_5→~5I_8能级跃迁。当Nd~(3+)离子掺杂浓度为0.5%(摩尔分数)时,纳米晶的发光强度最大。随着Nd~(3+)离子掺杂量的增加,红光与绿光的相对强度比逐渐减小,纳米晶的光谱由橙色光向黄色光区域变化。本文对NaGd(WO_4)_2:Yb~(3+),Ho~(3+),Nd~(3+)纳米晶的光谱调控和上转换发光机制进行了研究。     

GdPO4∶Eu3+和GdPO4∶Ce3+,Tb3+纳米晶多元醇法的合成与表征

首次采用多元醇的方法合成了GdPO4:Eu3+和GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶,并利用X-射线衍射(XRD),傅立叶变换红外光谱(FTIR),透射电镜(TEM),光致发光光谱(PL)及热重和差示扫描量热分析(TG-DSC)对产物进行了表征.结果表明,产物为单斜晶系独居石结构正磷酸盐;形貌为梭形,长轴600～700 nm,短轴50～200 nm;纳米晶在水中有良好的分散性.GdPO4:Eu3+水溶液在251 nm激发下.发射光谱以Eu3+的5D0-7F1 (592 nm)磁偶极跃迁强度最大;GdPO4:Ce3+,Tb3+纳米晶水溶液的激发光谱在240～300nm处有一宽的吸收带,峰值位于262 nm,为Ce3+离子的4f-5d跃迁吸收,发射光谱呈现Tb3+特征绿色发射,最强峰位于544 nm.讨论了GdPO4:Ce3+,Tb3+体系中敏化发光机理,通过光谱分析证实了存在Ce3+→Gd3+→Tb3+的能量传递过程.     

Tb~(3+):ZnO/ZnS荧光粉的结构与发光性能

采用溶胶凝胶-沉淀法制备掺杂Tb~(3+)的ZnO/ZnS绿色荧光粉。通过XRD与IR手段对所制备的绿色荧光粉的结构进行分析。XRD测试结果表明,荧光粉主要以ZnO和ZnS形式存在,其中ZnO属于六方相结构(No.74-0534)、 ZnS属于三角晶结构(No.89-2427)。TEM显示荧光粉呈无规则块状,S的含量为1.85%(原子分数)。IR测试结果表明:绿色荧光粉主要含有Zn-S键、 Zn-O键,其相应吸收峰的位置随退火温度的升高而发生变化。利用激发谱图和发射谱图的分析,探讨荧光粉的发光性能及发光机制。荧光粉制备的最佳退火温度为800℃, Tb~(3+)以磁偶极跃迁为主(~5D_4→~7F_5);掺入ZnS可形成新的能带结构且增大复合几率,从而提高了荧光粉的发光性能,即ZnO/ZnS:Tb~(3+)荧光粉的发光性能强于ZnO:Tb~(3+)荧光粉的发光性能。