NaYF_4∶Eu~(3+)纳米粒子和六棱柱的水热控制合成与发光性质

以柠檬酸三钠为螯合剂,通过控制反应条件,利用水热法分别合成出立方相NaYF4:Eu3+球形纳米粒子和六角相NaYF4:Eu3+六角微米棱柱。利用X射线粉末衍射(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FTIR),以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行了分析。结果显示产物的晶格结构和柠檬酸分子的选择性吸附是晶体形貌可控的主要原因。在395nm光激发下,NaYF4:Eu3+样品显示出较强的橙色(588nm)和红色(614nm)发光,分别来自于Eu3+离子5D0→7F1和5D0→7F2的跃迁。从5D0→7F2与5D0→7F1跃迁的强度比可以推断在立方相纳米粒子的晶格中Eu3+离子更多地占据反演中心的格位。     

中空球形CaWO_4∶Eu~(3+)荧光粉体的水热合成及发光性能

采用水热法制备了中空球形Eu3+掺杂CaWO4荧光粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,研究了荧光粉的晶体结构及pH值对荧光粉体发光性能的影响。结果表明:当反应溶液的pH≥5时,所合成CaWO4∶Eu3+荧光粉体为结晶度较好、形貌均匀、粒径为4μm的中空球形结构。在395 nm激发下,Eu3+的特征发射峰位于591 nm和614 nm处,对应于5D0-7F1和5D0-7F2跃迁。pH=5时所合成粉体在614 nm处的红光发射强度最大。     

Sr_2ZnSi_2O_7∶Eu~(3+)的低温合成与发光性能

以介孔二氧化硅MCM-41为硅源,采用低温水热反应与后续煅烧相结合的方法合成Sr2-xZnSi2O7∶xEu3+红色荧光粉。实验结果表明,150℃水热处理16 h后的反应产物含Sr2ZnSi2O7相,经后续950℃煅烧3h得到Sr2ZnSi2O7纯相。在392 nm近紫外光的有效激发下,Sr2-xZnSi2O7∶xEu3+荧光粉显示Eu3+离子的特征跃迁发射,以615 nm的5D0→7F2跃迁发射峰为最强。适量Eu3+的掺杂对Sr2ZnSi2O7相结构几乎没有影响,当Eu3+离子的掺杂量x=0.10时,荧光粉发光强度最大。     

纳米GdPO_4∶Eu~(3+)的合成和光谱特性

采用EDTA二钠盐参加的共沉淀方法制备出纳米GdPO4∶Eu3+,利用X射线衍射,荧光光谱和电镜等测试手段对GdPO4∶Eu3+的相结构和发光性质进行了研究。XRD图谱结果表明700℃合成了纯的具有单斜晶系、独居石结构的纳米GdPO4∶Eu3+。根据Scherrer公式计算,700,800℃热处理后样品的一次颗粒度分别为18,40 nm左右。激发光谱和发射光谱的研究表明,电荷迁移态和Eu3+的特征发射峰的强度随GdPO4∶Eu3+纳米粒子的增大而增强。在较小的纳米粒子中,存在结构扭曲的现象,315 nm激发下的发射光谱研究表明,Gd3+和Eu3+具有较好的能量传递。     

GdF_3∶Eu~(3+)纳米晶的VUV荧光性质

利用微乳液水热法制备出GdF3∶Eu3+纳米晶及纳米棒。用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等手段对材料的结构、形态及粒径大小等进行了表征。室温下真空紫外(VUV)光谱及荧光光谱表明GdF3∶Eu3+纳米晶中的Gd3+离子吸收一个光子,并将能量分两步传递给Eu3+,发生了双光子发射。从各跃迁的积分强度和量子效率表达式可以得到材料在160 nm紫外光激发下的量子效率约为170%。     

GdVO_4∶Eu~(3+)发光的温度效应

研究了GdVO4 ∶Eu3 + 在高压汞灯的 3 1 3和 3 65nm激发下室温以上 ( 3 0 0～ 60 0K)发光的温度依赖关系。发现来自5D0 的发射强度随温度的升高而显著增强 ,直到 60 0K也未见饱和。其中5D0 →7F2 的 61 9nm发射在60 0K温度时的强度是室温下的 2 0多倍。我们认为Eu3 + 的电荷迁移态作为中间态是造成其发光增强的根本原因。激发过程中 ,先激发到Eu3 + 本身的5DJ(J=1 ,2 ,3… )激发态 ,然后在温度的作用下上升到电荷迁移态(CTS) ,温度升高时传递几率显著增强 ,并按5D3 ,5D2 ,5D1依次使被激发的电子转入CTS态 ,从电荷迁移态直接弛豫传递给5D0 态 ,由于5D0 态电子数不断增多 ,致使来自5D0 的发射随温度升高而增强。     

水热法合成纳米晶NaYF_4∶Er~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)的上转换发光特性

以EDTA为络合剂,用水热法合成了Er3+,Tm3+和Yb3+共掺杂的NaYF4纳米晶。XRD和TEM的结果表明:粒径约为30 nm,属于六方晶系。在980 nm半导体激光器激发下,研究了不同Er3+离子掺杂浓度对Tm3+和Er3+离子上转换发光性能的影响,光强与泵浦功率的双对数曲线表明,474,525,539,650 nm的发射均属于双光子过程,408 nm的发射属于三光子过程。讨论了样品的协作敏化和声子辅助共振能量传递的上转换发光机制。     

共沉淀法制备NaYF_4∶Tm~(3+),Yb~(3+)的上转换发光

通过共沉淀法制备Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF4上转换发光材料。其中Tm3+和Yb3+的摩尔分数分别为0.01%,0.1%。在室温下测试了NaYF4∶Tm3+,Yb3+材料在300～1 100 nm的吸收光谱。利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)测试了合成材料的物相结构和微观形貌。结果表明:NaYF4∶Tm3+,Yb3+材料为六方相晶体,其颗粒大小约为50～60 nm,产物结晶良好,含有少量杂相。在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换发光光谱。观察到了蓝、绿色上转换发光。讨论了上转换发光的可能机理,蓝光主要来源于Tm3+的激发态1G4到基态3H6的跃迁,绿光来源于Tm3+的1D2→3H5跃迁。     

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。     

CaS∶Eu~(2+),Sm~(3+)的制备与表征

采用湿法工艺在还原气氛下制备了CaS∶Eu2+,Sm3+光存储材料。研究了灼烧温度和灼烧时间对样品性能的影响。XRD图谱表明,样品在700℃—1200℃均形成CaS晶格。光谱分析表明,在紫外光(295nm)激发后,用980nm半导体激光照射样品,具有光激励发光现象,发射光谱峰值波长为649nm。     

NaYF4:Eu3+,Tm3+,Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究

合成了Eu3+,Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF4材料.360 nm光激发呈蓝色发光,峰值位于452 nm,对应Tm3+的1D2→3F4跃迁;395 nm光激发旱橙色发光,峰值位于591 nm,对应Eu3+的5D0→7F1跃迁;409 nml光激发呈红色发光,峰值位于613 nm,对应Eu3+的5D0→7F2跃迁;980 nm光激发呈蓝色和红色发光,发光峰位于474和646 nm.蓝光来源Tm3+的1G4→3H6跃迁,红光来源Tm3+的1G4→3F4跃迁.在双对数曲线中,蓝光474 nm和红光646 nm的斜率分别为2.1和2.4,在980 nm光激发下,蓝光和红光发射都是双光子过程.还研究了材料的吸收光谱,并利用X射线衍射,扫描电镜测试了材料的物相结构和微观彤貌.结果表明:NaYF4:Eu3+,Tm3+,Yb3+材料具有较规则的六方相结构,结品良好.     

BaMoO4:Eu3+发光材料的制备及光谱特性研究

利用高温固相法制备了BAMoO4:Eu3+发光材料,采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱仪对样品进行测试.结果表明,在800℃时得到BaMoO4纯相,属四方晶系.激发光谱由一个宽带和处在350nm后的若干个线状谱组成,宽带归属于Eu3+-O2-电荷迁移吸收带(CT),线状谱属于Eu3+的f--f激发跃迁吸收.发射光谱由5D0-7F1(591 nm),5D0-7F2(615 nn),5D0-7F3(654 nm)和5D0-7F4(702 nm)四组峰组成,其红光5D0-7F2辐射跃迁发射最强,对应EU3+的电偶极跃迁.     

水热法制备不同形貌的GdVO_4:Eu~(3+)纳米发光材料

采用水热法制备了不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶样品,对其结构以及发光性质进行了表征。XRD结果表明:水热前驱体和经过灼烧之后样品均为四方晶系,具有锆石结构。TEM照片表明:通过改变表面活性剂分别得到了分散性良好的米粒状、六角形和球形的GdVO4:Eu3+纳米晶粒子。发光光谱表明:在288nm的紫外光激发下,不同形貌的GdVO4:Eu3+纳米晶材料均在617nm处产生特征红光发射,归属为Eu3+离子的5D0→7F2跃迁,不同形貌粒子的发光光谱的相对强度有所不同。     

共沉淀法制备NaYF4 : Tm3+,Yb3+的上转换发光

通过共沉淀法制备Tm³⁺和Yb³⁺掺杂的NaYF₄上转换发光材料。其中Tm³⁺和Yb³⁺的摩尔分数分别为0.01%,0.1%。在室温下测试了NaYF₄ : Tm³⁺,Yb³⁺材料在300~1 100 nm的吸收光谱。利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)测试了合成材料的物相结构和微观形貌。结果表明:NaYF₄ : Tm³⁺,Yb³⁺材料为六方相晶体,其颗粒大小约为50~60 nm,产物结晶良好,含有少量杂相。在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换发光光谱。观察到了蓝、绿色上转换发光。讨论了上转换发光的可能机理,蓝光主要来源于Tm³⁺的激发态¹G₄到基态³H₆的跃迁,绿光来源于Tm³⁺的¹D₂→³H₅跃迁。     

纳米GdPO4：Eu3+的合成和光谱特性

采用EDTA二钠盐参加的共沉淀方法制备出纳米GdPO₄:Eu³⁺,利用X射线衍射,荧光光谱和电镜等测试手段对GdPO₄:Eu³⁺的相结构和发光性质进行了研究。XRD图谱结果表明700℃合成了纯的具有单斜晶系、独居石结构的纳米GdPO₄:Eu³⁺。根据Scherrer公式计算,700,800℃热处理后样品的一次颗粒度分别为18,40nm左右。激发光谱和发射光谱的研究表明,电荷迁移态和Eu³⁺的特征发射峰的强度随GdPO₄:Eu³⁺纳米粒子的增大而增强。在较小的纳米粒子中,存在结构扭曲的现象,315nm激发下的发射光谱研究表明,Gd³⁺和Eu³⁺具有较好的能量传递。     

BaWO4∶Eu3+红色荧光粉的水热制备及其发光性能

采用水热法,通过变化水热反应时间制备出不同的BaWO₄∶Eu³⁺样品,利用XRD和SEM分析了样品的晶体结构和表面形貌,研究了基质晶体生长取向对BaWO₄中Eu³⁺离子特征发射的影响。实验结果表明:BaWO₄∶Eu³⁺样品在395 nm近紫外光或464 nm蓝光激发下发射578,592,612 nm的红光,其中612 nm(⁵D₀→⁷F₂)发射强度明显高于592 nm (⁵D₀→⁷F₁)。在水热温度160 ℃的情况下,所制备的样品均为四方相,不同的水热反应时间将影响晶体在各晶向的生长速度,进而影响晶体的对称性和发光性能。水热时间为10 h时的发射强度最大。     

KBaPO4∶Eu3+红色发光材料的光谱特性

采用高温固相法制备了KBaPO4:Eu3+红色发光材料,研究了Eu3+掺杂浓度、电荷补偿剂等对材料发光性质的影响,并利用X射线衍射及光谱等技术对材料的性能进行了表征.研究结果显示:在400 nm近紫外光激发下,材料呈多峰发射,分别由Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,主峰位于621 nm|监测621 nm发射峰,所得激发光谱由O2-→Eu3+电荷迁移带(200~350 nm)和f-f高能级跃迁吸收带(350~450 nm)组成,主峰位于400 nm|改变Eu3+掺杂浓度,KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度随之改变,Eu3+浓度为5 mol%时,强度最大|依据Dexter理论,得知引起浓度猝灭的原因为电偶极-电偶极相互作用|添加电荷补偿剂,可增强KBaPO4∶Eu3+材料的发射强度,其中以添加Li+,Cl-时,材料发射强度提高最明显.     

发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)的水热法制备及发光性能研究

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu~(3+)。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征,研究了不同pH值(5,6,7和8)和不同反应温度(120,140,160,180和200℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。从XRD的结果可以看到,当pH6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋,FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。在pH值分别为5,7,8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋,表明样品为固熔体或者含有混合相,这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。荧光光谱测试结果表明,该荧光粉在394nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536nm(~5 D1→~7 F_1),578nm(~5 D_0→~7 F_0),590nm(~5 D_0→~7 F_1),613nm(~5 D_0→~7 F_2),646nm(~5 D_0→~7 F_3)和696nm(~5 D_0→~7 F_4)。荧光粉的激发光谱分别由361nm(~7 F_0→~5 D_4),380nm(~7 F_0→~5 L_8),394nm(~7 F_0→~5 L_6)和464nm(~7 F_0→~5 D_2)四组激发峰组成。经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394nm(~7 F_0→~5 L_6),该荧光粉在394nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613nm(~5 D_0→~7 F_2)。发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变,这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。