Mn4+激活的典型LED红色荧光粉研究进展

Mn4+激活的红色荧光粉具有宽带吸收、窄带发射、色纯度高以及成本低的特点,在白光发光二极管(Light emitting diode,LED)室内照明、农业上辅助植物生长、背光显示等领域的研究备受关注.本文综述了Mn4+激活的典型LED用红色荧光粉研究进展.首先讨论了Mn4+发光的晶体场理论,归纳了近来报道的Mn4+激...     

白光LED用Mn4+激活红光荧光粉中锰离子价态表征研究进展

Mn⁴⁺激活红光荧光粉是白光发光二极管(LED)用荧光粉的研究热点之一。过渡金属锰元素具有未充满的d轨道,可形成Mn⁴⁺/Mn³⁺/Mn²⁺等多种价态,而其他价态的存在会影响Mn⁴⁺的吸收/辐射跃迁。目前,多数研究论文对所制备荧光粉中锰离子价态未进行表征,或采用的表征手段难以定性或定量确定多种共存价态锰离子的相对含量。本文对Mn⁴⁺激活红光荧光粉中锰离子价态表征手段进行综述,包括漫反射光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱、电子顺磁共振谱、阴极射线发光谱、X射线精细吸收谱、变温磁化率谱等。对其测试结果在定性或定量表征锰离子价态方面的可靠性以及测试便易性进行对比评述。最后总结了影响锰离子价态的因素和调控其价态的实验方法,以期对新型高效Mn⁴⁺激活红光荧光粉的研发有所裨益。     

ZnS:Mn纳米荧光粉的制备

介绍一种制备ZnS:Mn纳米荧光粉的化学合成方法。本合成通过调节甲基丙烯酸与巯基乙酸的摩尔比，可在1.8-3nm范围内对纳米粒径进行很好的控制。生成的聚甲基丙烯酸包敷了ZnS:Mn纳米微粒，从而防止了纳米微粒团聚，同时增强了纳米微粒的抗氧化性，大大提高了纳米荧光粉的发光效率和发光稳定性。通过透射电镜（TEM）、X射线粉末衍射（XRD）和光致发光谱（PL）对所制得的纳米粉末进行了表征。     

Eu2+激活的Ca3SiO5绿色荧光粉的制备和发光特性研究

研究了Eu2+激活的绿色发光材料Ca3SiO5的制备条件和发光性质. Eu2+中心形成主峰值为501 nm和次峰值为570 nm的特征宽带,两峰值叠加形成发射峰值为502 nm的绿色发射光谱带. 利用这些光谱结果和Van Uitert 经验公式,确认Ca3SiO5:Eu2+中存在两种性质有差异的Eu2+发光中心,它们分别占据基质中八配位的Ca2+(Ⅰ)格位和四配位的Ca2+(Ⅱ)格位. 其激发光谱分布在250-450 nm的波长范围,峰值位于375 nm处,可以被InGaN管芯产生的350-410 nm辐射有效激发.     

ZnAl2O4/CaAl12O19:Mn4+荧光粉制备与发光性能

采用传统高温固相法制备了系列xZnAl2 O4/CaAl12 O19:Mn4+(xZAO/CAO:Mn4+)混合相红光荧光粉,研究了ZnAl2 O4掺杂对CaAl12 O19:Mn4+形貌和发光性能的影响.X射线衍射(XRD)表征结果表明,在1723 K下煅烧6 h成功合成了xZAO/CAO:Mn4+混合相荧光粉,随着...     

CaLuBO4∶Tb^3+荧光粉的制备及发光性质

采用高温固相反应法合成了不同Tb^3+掺杂浓度的CaLuBO4∶xTb^3+荧光粉,研究了样品的晶体结构和发光性质。在紫外光激发下,样品的发射光谱由Tb3+离子的5D3→7FJ(J=6,5,4)和5D4→7FJ′(J′=6,5,4,3)特征发射组成,其中位于545 nm和554 nm附近的5D4→7F5跃迁发射强度最大。荧光粉的激发光谱是由位于紫外区的Tb3+的4f-5d和f-f跃迁构成的。研究了Tb3+浓度对样品发光性质的影响。测量并分析了CaLuBO4∶xTb^3+荧光粉的5D3能级和5D4能级荧光寿命。结果表明,CaLuBO4∶xTb^3+是一种适于紫外激发的新型黄绿光荧光粉。     

CaGdAlO4:Eu3+荧光粉的制备及其X射线存储特性研究

采用自蔓延燃烧法制备了不同Eu~(3+)掺杂浓度的CaGd_1-xAlO_4:xEu~(3+)(CGA:xEu~(3+))X射线荧光粉材料.当Eu~(3+)掺杂浓度在0～0.150范围时,Eu~(3+)取代了基质中处于无中心反演对称的格位,使CGA:xEu~(3+)样品呈现为单一相,并可观察到红光发射.当x=0.100时,红光发射强度达到最大.随着Eu~(3+)离子浓度增加,Eu~(3+)离子之间的距离减小,增大了Eu~(3+)→Eu~(3+)→猝灭中心的能量传递几率,出现了发光猝灭现象.实验发现,当Eu~(3+)掺杂浓度为0.003时,光激励发光强度最大.对CGA:0.003Eu~(3+)样品进行氮气气氛热处理后,CGA中的OH~-离子基团减少,红光发射的发光强度增强.热释曲线表明CGA:0.003Eu~(3+)样品中存在两种类型的陷阱,其陷阱深度分别为0.79eV和0.93eV.经氮气热处理后的CGA:0.003Eu~(3+)样品,较深陷阱数量显著增多,光激励发光强度增强,光存储性能显著提高.随着X射线辐照时间的增加,X射线吸收剂量在0～11.8Gy范围内大致呈线性增加的趋势.当X射线吸收剂量为1.2Gy时,以在氮气气氛下热处理CGA:0.003Eu~(3+)圆片为成像板,得到了较高质量X射线红色成像.实验结果表明,Eu~(3+)掺杂的CGA X射线荧光粉材料在以CCD为光探测器的计算机X射线医学成像技术中有潜在的应用前景.     

Zn2SiO4:Mn2+荧光粉的燃烧法合成及其发光特性

用燃烧法成功合成了Zn2-xsiO4:xMn(0≤x≤0.10)粉末样品并表征了其发光特性.XRD测量结果表明,在600℃下燃烧数分钟、900℃以上进行热处理4 h后,所得样品为单相Zn2-xSiO4:xMn(0≤χ≤0.10,Willemite).监控525 nm发射,测得Zn2-xSiO4:xMn(0＜χ≤0.10)的最强激发峰为Mn2+的6A1→4T1跃迁(约254 nm).254 nm激发下,Zn2-xSiO4:xMn(0＜χ≤0.10)的最强发射峰为Mn2+的3d电子组态内自旋禁戒的4Ti→6AJ跃迁(约525 nm).结果表明,发光强度、最强峰位、最佳激活剂浓度等与初始原料、燃烧温度、燃烧剂的用量、粉末粒度等有关.     

pr3+ 激活的CaMoO4红色荧光粉的发光性质

采用高温固相法制备了稀土pr3+激活的Ca1-xPrxMoO4(0.005≤x≤0.02)系列红色荧光粉.荧光光谱表明:在453 nm激发下,样品产生了红光发射,其中对应于pr3+的特征跃迁3 P0→3F2位于654 nm的红色发射峰最强.分析了pr3的掺杂摩尔分数x对样品发光强度的影响,确定pr3+的最佳掺杂摩尔分数...     

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.     

Eu3+激活硼酸盐基质新型红色荧光粉的制备及发光性能

采用传统高温固相反应法制备了一种新的白光LED用红色荧光粉LiLa2 O2 BO3:Eu3+,并对其晶体结构及发光性能进行了系统研究.XRD分析证实Lila2BO3晶体能够稳定存在,并利用Le Bail模型计算得到其晶胞参数.荧光光谱证实:Eu3+离子在LiLa2O2BO3晶体中占据非反演对称中心格位,该系列荧光粉在紫...     

SrCO3:Mn2+绿色荧光粉的合成和发光性能

采用共沉淀法结合高温固相法,在碳还原气氛下合成了SrCO3:Mn2+绿色荧光粉,用XRD和荧光光谱分别对样品的结构和发光性能进行了表征.XRD结果证实,样品为单一斜方晶系的SrCO3相;荧光光谱检测表明,样品在267nm左右紫外线激发下,产生峰位位于547 nm的明亮绿光,对应于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)电子跃迁.样品的最佳烧结温度为1 000℃,Mn2+的最佳掺杂摩尔分数为2.0%.     

Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料的制备与荧光性能

使用高温固相法首次合成了Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+发光材料,探讨了烧结温度、Sm2+含量对样品荧光性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、荧光光谱等分析手段对Zn2SiO4(ZnB2O4):Mn2+,Sm3+粉末的结构、发光性能进行了表征.确定了该荧光材料的最佳合成条件,离子掺杂浓度等.实验结果表...     

白光LED用红色发光粉LiGd(MoO_4))2:Eu~(3+)的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd1-xEux(MoO4)2钼酸盐红色发光粉,利用XRD和发光光谱技术对粉体进行了性能表征。结果表明:该系列发光粉均为四方晶系的白钨矿结构,能够被近紫外光(395nm)有效激发,产生Eu3+的5D0→7F2特征跃迁红光发射(616nm)。x=0.4时,即LiGd0.6Eu0.4(MoO4)2样品的发光强度超过商用红粉Y2O2S:Eu3+发光强度的5倍,虽然比未加入Gd样品LiEu(MoO4)2的发光强度略低,但LiGd0.6Eu0.4-(MoO4)2样品的组分中却减少了60%的Eu用量,明显降低了原料成本,更具实用价值,有希望成为白光发光二极管的红色发光材料。     

钒磷酸钇铕PDP用荧光粉的合成及其发光特性研究

采用共沉淀法成功合成了Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉,并利用SEM、变温紫外激光激发及真空紫外激发下的发射光谱对所合成粉体的表面形貌及发光性能进行了表征。试验结果表明,与高温固相合成法相比,共沉淀法合成的Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉的颗粒形貌好,发光强度明显提高;在325nm激光激发下,低温时存在基质VO4^3-的蓝色宽带发射,随着温度升高,VO4^3-吸收的激发能量逐渐传递给Eu^3＋,使其发光逐渐增强,当温度高于临界点时,Eu^3＋发射出现温度猝灭;Y（P,V）O4：Eu^3＋荧光粉发射主峰位于619nm,色纯度好,且发光亮度与彩色PDP用商品红粉（Y,Gd）BQ：Eu^3＋相当。     

ZnAl2O4：Mn薄膜的阴极射线发光特性的研究

采用喷雾热解法在铝矽酸盐陶瓷基底上合成了过渡族金属离子锰(Mn2 )掺杂的铝酸锌(ZnAl2O4)发光膜,研究了ZnAl2O4∶Mn膜在中至低电子束电压(<5 kV)激发下的阴极射线发光特性。生成的ZnAl2O4∶Mn膜在退火温度高于550℃时发出峰值位于525 nm的绿光,是由Mn2 的4T1→6A1跃迁引起的。测量了ZnAl2O4∶Mn膜阴极射线发光的色坐标和色纯度,其色坐标为x=0.150,y=0.734,色纯度为82%。ZnAl2O4∶Mn膜的阴极射线发光亮度和效率依赖于激发电压和电流密度。随着电流密度的增加,观察到了亮度饱和现象。在激发电压为4 kV、电流密度为38μA.cm-2的条件下,ZnAl2O4∶Mn薄膜的亮度可达540 cd.m-2,效率为4.5 lm.W-1。     

(Ba,Mg,Sr)O·nAl2O3:Mn2+的合成及发光性质研究

用高温固相反应合成了Ba0.04Mg0.16Sr0.8O@nAl2O3:Mn2+0.07(n=4.1,4.2…4.9)和Ba0.1Mg0.1Sr0.8O@nAl2O3:Mn2+0.07(n=4.1,4.2…4.9)铝酸盐体系发光材料.X射线衍射呈单相,说明生成了完全互溶的连续固溶体.经检测发现Mg2+,Sr2+的引入有效地优化了发光基质,使Mn2+在真空紫外激发下的发射明显增强.在Ba0.04Mg0.16Sr0.8O@nAl2O3:Mn2+0.07体系中,在一定范围内改变Al3+含量(n值)可适当调整激发光谱峰位;适当调整Al3+和Mn2+的含量比可以改变体系的发光强度,以满足等离子平板显示(PDP)技术的需求.