SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的可控合成及发光性能研究

采用简便的尿素辅助沉淀法将Gd2O3∶Tb3+成功包覆在二氧化硅微球表面合成了尺寸均匀的球形SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳发光材料,解决了稀土发光材料普遍存在的形貌可控性差和颗粒尺寸不均一等问题.利用XRD、SEM、红外光谱和荧光光谱等表征测试了样品的形貌、结构和发光性能.SEM照片和尺寸分布图显示,SiO2@Gd2O3∶Tb3+粒子呈现均匀球形形貌,分散性良好,粒径约(608 +18) nm.XRD图谱分析表明,600℃煅烧后,壳层Gd(OH)3CO3完全转变为立方相Gd2O3,结晶性良好,无杂相生成.同时,结合红外光谱推测了SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳微球的形成机理,并得出Gd2O3∶Tb3+壳层主要以Si-O-Gd键形式连接在二氧化硅微球表面.在240 nm紫外光激发下,SiO2@Gd2O3∶Tb3核壳微球呈现绿光发射,其中,位于540 nm处的主峰归属于Tb3+的5D4→7F5能级跃迁.不同Tb3掺杂浓度下的发射光谱表明,当Tb3+掺杂浓度为4mol;时,SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的发射强度达到最大值,寿命为1.55 ms,色坐标位于绿色区域,展现了良好的绿光发光性能.     

SiO2对Eu3+∶ZnO1-xSx红色发光材料的影响

采用溶胶凝胶-沉淀法,制备了掺杂Eu3+的ZnO1-xSx-SiO2发光材料,通过红外光谱、XRD、TEM、EDS以及激发光谱、发射光谱研究了材料的结构与发光性能,重点研究了SiO2的引入对发光材料发光性能的影响.结果 表明:材料中主要存在Si-O-Si键、Zn-S键和Si-O4基团,引入SiO2能改善材料的发光性能.并确定材料制备时最佳退火温度为800℃,当材料中S的含量为2.4at;,材料的最佳激发波长为395 nm.最后依据结构解释了材料的发光机理.     

Tb3+/Sm3+掺杂KY3F10纳米晶的调制发光和能量转移

采用水热法合成了未掺杂和一系列Tb3 +/Sm3+掺杂KY3F10粉体.发射光谱表明,在300 nm激发下,5m3+:KY3F10中Sm3+发光随其掺杂量的增加而减弱;而在Tb3+单掺和Tb3 +/Sm3+共掺样品中,Tb3+发光在1 mol; ～ 20mol;区间内随其掺杂量的增加而增强.Tb3 +/Sm3共掺样品中存在Tb3+→Sm3+能量转移,最高能量转移效率可达93.70;.由于缺陷发光、交叉弛豫、能量转移的协同效应,无论对于单掺抑或共掺样品,皆可获得暖白光发射.且通过改变掺杂成份或激发波长,可实现基于该KY3F10粉体的蓝、绿、黄绿、黄橙、红橙、粉红等多色发光.     

Ba2+,Al3+,Sr2+掺杂YF3∶Ho3+,Yb3+上转换发光的研究

为了提高上转换材料在激光防伪领域的绿光发射强度,采用高温固相法制备Ba2、Al3+、Sr2+掺杂YF3∶Ho3+,Yb3+材料.通过980 nm近红外激发的上转换发射光谱,可知Ba2+、Al3+、Sr2+的掺杂都会使得晶格收缩,降低稀土离子周围晶体场的对称性,其546 nm绿光强度分别是未掺杂该金属离子样品的1.6倍、1.1倍、1.2倍.并根据X射线衍射(XRD)探究Ba2+含量对晶相的作用.通过差热分析(DTA)、上转换发射光谱、XRD、扫描电子显微镜(SEM),结果表明:对于最佳Ba2、Al3+、Sr2+掺杂含量但不同烧结温度的样品,当合成温度为940℃时发光性能、结晶度和晶粒生长较好.通过发射强度与激发电流的拟合结果,说明546 nm绿光是双光子吸收过程,并阐述980 nm激发YF3∶Ho3+,Yb3发光材料的能级跃迁过程.     

Tb∶Lu2SiO5光学薄膜的结构演变和发光性能

采用溶胶-凝胶法结合旋涂工艺在单晶硅(111)上制备了Tb3+离子不同掺杂浓度的硅酸镥光学薄膜(Tb∶Lu2SiO5),利用热重差热分析(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、原子力显微镜(AFM)和紫外可见荧光光谱(PL)对Tb∶Lu2SiO5薄膜的不同温度热处理的结构演变和发光性能进行了表征.研究结果表明Tb∶Lu2SiO5光学薄膜表面均匀、平整、无裂纹,薄膜样品从800℃开始晶华,1100 ℃时晶化完全.Tb∶Lu2SiO5的发光性能表现为Tb3+离子的4f→5d和5D4(5D3)→7FJ(J =6,5,4,3)跃迁结果(监测波长分别为480～650 nm和350～470 nm),激发主峰位于～240 nm,发射光谱主峰为542 nm的绿光发射.研究表明Tb3掺杂浓度对Tb∶Lu2SiO5光学薄膜的发光强度会产生明显影响,掺杂15mol;的Tb3+时,Tb∶Lu2SiO5薄膜的发光强度最强.     

MgMoO4∶Tb3+发光材料的制备及发光性能研究

利用燃烧法于900℃制备了一种新型的MgMoO4∶Tb3绿色荧光粉.利用红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)研究了样品的物相和结构,利用漫反射光谱(DRS)、激发(PLE)和发射光谱(PL)研究了样品的发光性能.结果表明:所制备荧光粉为纯相MgMoO4;这种荧光粉可以被355 nm的紫外光有效激发并在545 nm处具有最强发射峰.同时研究了荧光粉的优化工艺条件,即Tb3+的掺杂浓度为0.20,合成温度为900℃,保温时间为5 min,n(CA)∶n(Mg+ Mo)为0.8∶1.CIE色度图分析表明,这种荧光粉的发光位于绿光区域,是一种适用于白光LED的潜在的绿色荧光粉.     

透明SiO2-Al2O3-CaO-CaF2 微晶玻璃中Tb3+的发光性能研究

通过对1.0 mol;Tb2O3掺杂45SiO2-20Al2O3-10CaO-25CaF2玻璃进行热处理制备出透明微晶玻璃,经XRD分析微晶玻璃内析出了大小约为27 nm 的CaF2颗粒.并分别在紫外和X射线激发下研究了Tb3+在基质玻璃和透明微晶玻璃中的发光行为.结果表明:微晶玻璃中CaF2纳米晶颗粒的析出有利于提高Tb3+的发光性能,紫外激发时,Tb3+的545 nm特征发光强度增强了4倍;而X射线激发时,Tb3+的545 nm特征发光强度增加了3.5倍.     

Pr掺杂12CaO·7Al2O3陶瓷材料的发光特性

采用传统高温固相反应法制备了12CaO·7Al2O3:Pr3+(C12A7:Pr3+)陶瓷,采用X射线粉末衍射(XRD)、电子扫描电镜(SEM)、激发光谱和发射光谱对样品的物相结构及发光性能进行了分析和表征.结果表明:C12A7:pr3+陶瓷样品的衍射峰与C12A7的JCPDS卡片的衍射峰数据一致,属于立方晶系.激发光谱分布在440～490 nm的波长范围内,主激发峰位于488nm处;发射光谱为多发射峰,最大发射峰位于615 nm处,是典型的Pr3+的4f4f和4f-5d激发产生能级跃迁导致的.随着Pr3+掺杂量的增加,发光强度先增强后减弱,当掺杂浓度为0.2 mol;时,在615nm处发射峰强度达到最大.     

Tb3+,Yb3+共掺杂LuBO3荧光粉的下转换发光

利用水热法成功合成了近红外量子剪裁荧光粉LuBO3∶15;Tb3+,x; Yb3+(x=0,1,2,4,8,12).通过X射线衍射(XRD)、光致发光谱(PL)、激发谱(PLE)和荧光寿命测试了合成物质的物相结构与发光性质.在286 nm(Tb3+∶7 F6→5D)紫外光激发下,观察到了Tb3∶5D4→7Fj(J=6,5,4,3)可见波段特征发射光和Yb3+:2F5/2→2F7/2的近红外光.研究了Yb3+浓度与激发发射光谱和荧光寿命之间的关系,表明Tb3+和Yb3+之间存在能量传递.当Tb3和Yb3+掺杂摩尔浓度分别为15;和2;时,近红外发射最强.计算得知,其最大下转换量子效率为160.74;.     

Czochralski法生长Lu2SiO5:e晶体的发光特性

本文使用铱坩埚感应加热Czochralski法成功地生长出了无色透明且尺寸达φ50mm×60mm 的Lu2SiO5:e晶体.XRD结构分析表明, 该晶体为单斜结构.在室温下分别以X射线和紫外光为激发源测量了该晶体的发射光谱,获得的发射波长分别为403nm和420nm,光衰减时间为41ns,光产额达32000p/MeV.发射光谱的双峰结构以及晶体的发光特性证明其发光源于Ce3+离子的5d1→5F5/2 和 5d1→5F7/2跃迁.     

近紫外白光LED用KBa2(NbO3)5∶Eu3+红色荧光粉的合成与发光性能

采用高温固相法制备了稀土离子Eu3+掺杂KBa2(NbO3)5(KBN)新型红色荧光粉,用X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱(PL)对其晶体结构和发光性能进行了表征.XRD表明KBa2(NbO3)5的晶体结构没有随着Eu3+掺杂量的改变而改变,随着Eu3+掺杂量的增加,各衍射峰的位置向高衍射角偏移;SEM表明荧光粉样品晶体发育较好;荧光光谱表明Eu3+掺杂KBa2(NbO3)5荧光粉在398 nm有最强激发峰,发射光谱的最强峰随Eu3+浓度增加从593 nm(5 D0→7F1)变为613 nm(5D0→7F2).当Eu3+的掺杂摩尔分数x在0.1 ～0.5范围内时,发光强度和红光色纯度随着Eu3的浓度增加而增加,无浓度猝灭现象出现.     

白光LED用绿色荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+的发光性能研究

本文采用高温固相法制备出一种绿色荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+,并通过X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计对所得荧光粉的结构和光谱性能进行了表征.结果 表明:Ba3(PO4)2体系中掺杂稀土离子Tb3+并没有引起结构的变化;荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+的激发光谱的主峰位于485 nm,发射光谱的主峰位于548 nm、560 nm和647 rnm;荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3+中Tb3的最佳掺杂浓度为20mol;.由此可见,荧光粉Ba3(PO4)2∶Tb3是可被蓝光LED有效激发的绿色荧光粉.     

铽-铕共掺杂的SrMoO4荧光体的制备与发光性质

本文以Na2MoO4、Eu2O3 、Tb4O7和SrCl2为主要原料,通过共沉淀法制备了Sro.95 MoO4∶xEu3+∶(0.05-x)Tb3+荧光粉.通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱分析(PL)对样品进行了表征.XRD分析结果表明产物为纯白钨矿型纯四方相SrMoO4,5;的总掺杂量没有引起基质结构的变化.样品在800℃时,发光性能最好,在223 nm紫外光的激发下,Tb3+在486 nm、543 nm、583 nm、617 nm处有一组发射峰,分别对应于Tb3+的5 D4→+7F6、5D4→7F4、5D4→7F4、5D4→7F3的跃迁.Eu3+、Tb3+共掺杂时,发射光谱中Eu3+主发射峰位于611 nm附近,归属于5D0-7F2能级跃迁发射,而位于583 nm附近的弱发射峰归属于5D0-7 F1跃迁.     

新型稀土发光材料Sr3-xMgSi3O10:Tb3+x的合成及性质

采用凝胶-燃烧法,在活性炭弱还原气氛下合成了新型荧光粉Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x,通过热分析仪、红外光谱、X射线粉末衍射、X射线能量色散谱仪及荧光分光光度计等对产物的形成过程、结构、组成及发光性质进行了分析和表征.结果表明:干凝胶起火燃烧得前驱物,经900 ℃还原热处理即可得目标产物,其晶体结构与Sr2MgSi2O7相似,同属四方晶系.Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x的激发光谱为一位于200～300 nm的宽带,主激发峰在249 nm左右;发射光谱由491 nm, 544 nm, 586 nm, 624 nm等一系列窄带发射峰组成,归属于Tb3+的5D4到7FJ (J=6,5,4,3)的跃迁.主发射峰位于544 nm,对应于Tb3+的5D4→7F5的能级跃迁,导致一种黄绿光发射.研究发现:还原温度及Tb3+掺杂浓度对发光强度有着重要的影响,并对浓度猝灭机制进行了探讨.     

稀土元素铕掺杂的硼酸钇薄膜红色发光性能研究

采用溶胶-凝胶法在空气中900℃退火1h成功制备出Y1-xEuxBO3(x=0.05,0.10,0.15和0.20)荧光薄膜材料,在XRD图谱中未发现未知衍射峰,为单相六角晶体硼酸钇.所制得的薄膜表面光滑,并呈多孔结构,由平均粒径在100 nm的密集的球形纳米晶体组成,其均方根粗糙度为13 nm.FT-IR结果显示有机物和硝酸盐未完全分解.Y1-xEuxBO3薄膜在325 nm波长激发光下检测出位于591 nm处微弱的橙色光,红色发射光谱位于613 nm,归咎于5D0→7F2能级跃迁,红色光谱强度随着Eu掺杂浓度的增加而增加,显示出高效的红色发光光谱.     

红色荧光粉Bi2-xZnB2O7∶xEu3+的制备及发光特性

采用高温固相反应法合成了Bi2-xZnB2O7∶xEu3+(x=0.06,0.08,0.10,0.12,0.15)红色发光材料,并对其制备工艺及发光特性进行了研究.利用XRD和SEM等对粉体进行了结构、纯度和形貌表征,同时讨论了烧结温度对其发光性能的影响得出最佳的烧结温度为680℃.在激发波长为465 nm的条件下,材料的发射峰主要位于582nm、596 nm、617 nm、656 nm和704 nm处,分别归属于Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)电子跃迁,其中以在617nm处的Eu3+的5D0→7F2跃迁产生的电偶极跃迁发射为最强.研究了Eu3+离子掺杂浓度对Bi2ZnB2O7∶Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为x=0.1.     

掺铕铽钨酸锶荧光粉的制备与发光性质分析

通过化学共沉淀法制备了Sr0.95WO4∶xEu3+∶(0.05-x)Tb3+荧光粉.采用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪对样品材料的结构、形貌和发光性能进行了表征.分别讨论了在不同反应温度下及稀土离子Eu3+和Tb3+共掺比例变化对荧光粉的发光性能和形貌的影响.结果表明:所得SrWO4∶xEu3+∶(0.05-x)Tb3样品是由无规则棒组成的发光材料,它们在800℃时,发光性能最好;样品在223 nm紫外光的激发下,在543 nm和614 nm处,呈现出两个主要发光中心,分别归属于5D4→7F5和5D0→7F2跃迁,说明稀土离子Eu3+和Tb3具有良好的发光性能,同时随着Eu3和Tb3+掺杂比例的改变,荧光体的发光色度也在不断改变.     

SrZrO3∶Er,Yb荧光粉的上转换发光特性研究

采用高温固相法制备出SrZrO3∶Er,Yb上转换发光材料,用XRD、拉曼光谱和荧光光谱对其结构和上转换荧光特性进行表征和分析.XRD和拉曼光谱结果表明,得到的SrZrO3∶Er,Yb为正交相结构.980 nm激发下,SrZrO3∶Er荧光粉存在较强的上转换发光,在533 nm、557 nm和688 nm处存在两个绿色发射带和一个红色发射带,Yb3+的掺杂能够显著提高其上转换发光效率.SrZrO3∶Er,Yb中Er3+的猝灭浓度为1.0;,Yb3+的猝灭浓度为15;.通过研究发光强度随激发功率的关系,探究了Er3+和Yb3+双掺杂体系的发光机制,证实533 nm、557 nm处的绿光发射以及688nm处的红光发射都是双光子过程.     

Ce3+:YAG单晶闪烁体的激发和发光特性

铈激活钇铝石榴石(Ce3+∶YAG)单晶是综合性能优良的快衰减闪烁材料.本文以普通光源、激光、同步辐射以及阴极射线为激发源,对我们生长的Ce3+∶YAG闪烁晶体的激发和发光特性进行了系统的研究.结果表明:Ce3+∶YAG单晶的激发光谱(监测荧光波长为545nm)由五个激发峰组成.不同激发条件下的发射光谱均能用双高斯峰进行较好的拟合,拟合后得到的Ce3+的5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的中心波长分别约为520nm和570nm.但是,不同条件激发下5d→2F5/2和5d→2F7/2发光带的强度比有较大差异,这可能与不同的激发机制和激发能传输途径有关.     

KCaCl3:Ce晶体的生长及发光性能

采用坩埚下降法生长出不同摩尔分数Ce³⁺(1%、2%、4%、6%、8%)掺杂的KCaCl₃:Ce单晶。晶体属于正交晶系,晶胞参数为a=0.756 0 nm,b=1.048 2 nm,c=0.726 6 nm。热重分析仪测得熔点为740 ℃,透过率测试显示晶体在可见光波段均具有较好光学透过率。对晶体的光致发光光谱、光致衰减时间、X射线激发发射光谱、透过率等光学性能进行了表征。光致发光光谱显示KCaCl₃:Ce晶体在358 nm和378 nm波长左右有宽的发射峰,符合Ce³⁺的5d₁→²F_5/2和5d₁→²F_7/2能级跃迁,通过拟合,KCaCl₃:Ce晶体的衰减时间在30 ns左右。晶体在X射线激发下均表现出优异的X射线发光性能。