Luminescence properties of Y3Al5O12:Eu3+-coated submicron SiO2 particles

Silica submicron spherical particles coated with an yttrium aluminum garnet (Y₃Al₅O₁₂, YAG) layer doped with Eu³⁺ were prepared by the sol–gel method. The structure and morphology of samples determined by the X-ray powder diffraction measurements and transmission electron microscope images, respectively, indicated that well-crystallized garnet nanocrystallites were formed with successive coating cycles. Similar trends were deduced from the evolution of the luminescence spectra. The ratio of integrated intensities of the ⁵D₀ → ⁷F₂ and ⁵D₀ → ⁷F₁ transitions was used to analyze the structural variations in the surroundings of the Eu³⁺ ion. The effect of coating was analyzed by comparing the luminescence properties of the Y₃Al₅O₁₂:Eu³⁺ nanocrystalline powders and composite Y₃Al₅O₁₂:Eu³⁺/SiO₂ materials.     

(Y,Gd)2O3:Eu闪烁体材料的研究进展

阐述了闪烁体的研究现状,主要介绍了(Y,Gd)2O3:Eu (简称YGO)陶瓷闪烁体材料的性能特点,特别对YGO的晶体结构和发光性能的研究进行了总结;并对YGO粉体材料的制备及烧结方法进行了叙述.展望了YGO闪烁体材料未来的研究前景及研究重点.     

Gd2SiO5:Eu3+晶体的光学浮区法制备及发光性能研究

用冷等静压制多晶料棒通过高温固相法制备Gd2SiO5:Eu3+粉末,并使用光学浮区法制得晶体.对其进行微观组织结构及光谱性能测试,XRD分析表明,晶体生长方向为[001]方向;摇摆曲线和Raman分析均表明其结晶状况比粉末、料棒更好;晶体无宏观和微观缺陷;EDS及XPS分析表明晶体中无杂质成分,且XPS谱中可以观测到Gd3d5/2、Eu4d5/2光电子峰劈裂,分别对应7配位和9配位离子.UV-Vis低温吸收谱中存在Eu3+-O2-电荷转移吸收带和Gd3+4f-4f电子跃迁吸收(6D/I/PJ→8S7/2)吸收限,做(Ahν)1/2-hν曲线得到其禁带宽度为5.9 eV;样品在紫外激发下呈橘红色,并在254 nm、277 nm、365 nm、396 nm激发下可产生发射峰为583 nm、596 nm、620 nm、629 nm的红光发射(对应Eu3+的5D0→7F0,1,2,3),其中277 nm激发下强度最大;以583 nm、596 nm、620 nm、629 nm为监测波长,其激发谱在200～500 nm波段,并出现以277 nm为中心的宽谱(对应Eu-O电荷转移跃迁和Gd3+8S7/2→6IJ)以及313 nm(Gd3+8S7/2→6PJ)、396 nm(Eu3+7F0→5L6)和466 nm(Eu3+的7F0→5D3)激发锐峰.由此可知,光学浮区法可以得到质量良好的Gd2SiO5:Eu3+晶体.     

宽带发射Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉的制备及其发光性能研究

本文通过高温固相法合成了新型的宽带发射Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉,并利用X射线粉末衍射仪,荧光光谱仪等表征手段对荧光粉的晶体结构及其发光性能进行了分析;探讨了Ca2KMg2V3O12荧光粉的自激活发光机理和Eu3+掺杂浓度对发光性能的影响.结果表明:所制备的样品为立方晶系Ca2KMg2V3O12晶体.在紫外光的激发下,Ca2KMg2V3O12:Eu3+既表现出[VO4]基团的宽带发射,又表现出Eu3+的特征发射,同时两者之间存在能量传递.Ca2KMg2V3O12:Eu3+荧光粉是一种良好的自激活发光材料,在紫外光激发的白光LED上具有潜在的应用前景.     

CaAl2Si2O8:Eu荧光粉发光性能及自还原现象的研究

采用高温固相法制备了Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+(x=0.005,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.20)和加入过量SiO2的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2(x=0,0.05,0.100,0.200,0.300).利用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了分析.XRD结果表明,所生成的CaAl2Si2O8:0.04Eu,xSiO2样品除了因反应未完全的氧化铝杂质相外基本是纯相.Ca(1-x)Al2Si2O8:xEu2+样品的激发和发射光谱表明,随着掺杂浓度的增加会出现红移现象.当Eu2+的掺杂浓度为超过4mol;时,出现浓度猝灭.当在空气气氛下烧结时,样品出现现了自还原现象.当过量SiO2的加入,Eu2+的发光强度会逐渐减弱,而Eu3+的发光强度会逐渐增强,SiO2的过量添加可以抑制自还原现象的产生.     

FeYO3/Y2O3:1;Eu3+,1;Tb3+粉体的制备及其磁性研究

以FeCl2和KOH为原料采用水热法制备Fe3 O4粉体,然后以氧化钇、氧化铕和氧化铽为原料制备Eu3+,Tb3+共掺杂的Y2 O3荧光粉体,并通过XRD对粉体的物相结构进行分析;然后以三聚氰胺以及所制备的Fe3 O4和Y2 O3:Eu3+,Tb3+粉体为原料,采用微波烧结法在Ar气氛下制备FeYO3/Y2 O3:1;Eu3+,1;Tb3+粉体,并对其磁学性能进行了研究.研究结果表明:当Fe3 O4,Y2 O3:1;Eu3+,1;Tb3+和三聚氰胺比例为1:3:4时,所制备的FeYO3/Y2 O3:1;Eu3+,1;Tb3+粉体的磁力饱和强度为12.299 emu·g-1,磁力最强.     

EPR and magnetic susceptibility studies of B2O3–Bi2O3–Gd2O3 glasses

Glasses of the xGd₂O₃ · (100 − x)[B₂O₃ · Bi₂O₃] system with 0.5 ⩽ x ⩽ 10 mol% were studied by electron paramagnetic resonance (EPR) and magnetic susceptibility measurements. Data obtained show that for low gadolinium oxide contents of the samples (x ⩽ 3 mol%) the Gd³⁺ ions are randomly distributed in the host glass matrix and are present as isolated and dipole–dipole coupled species. For higher gadolinium oxide contents of the samples (x > 3 mol%) the Gd³⁺ ions appear as both isolated and antiferromagnetically coupled species. The EPR spectra of the glasses reveal resonance sites with an unexpected high crystalline field in addition to the ‘U’ spectrum, typical for Gd³⁺ ions in disordered systems. This absorption line is due to Gd³⁺ ions that replace Bi³⁺ ions from the host glass matrix and could play the network unconventional former role in the studied glasses.     

Gd2Zr2O7/ZrO2(3Y)复相粒子原位合成的影响因素

采用原位合成法制备了Gd2Zr2O7/ZrO2(3Y)复相粒子.用XRD、SEM、TEM等测试手段分析了物相组成、产物结构和粉体形貌的影响因素.结果表明:当溶液初始浓度0.05 mol· L-1,体系温度0℃,滴定速率2 mL/min,pH=10,添加1wt;的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,经1000℃煅烧2h,获得样品的结晶度完整,颗粒较均匀,形貌近球形,粒径约50 nm,经衍射斑点分析Gd2Zr2O7为面心立方晶系,ZrO2(3Y)体心四方晶系,其中前者品格di11面的间距为0.304 nm.背散射电子像的明和暗相区分别显示出存在单相的Gd2Zr2O7和ZrO2(3Y)粒子.     

Nd3+:d3Ga5O12晶体的室温吸收光谱和荧光光谱

用提拉法生长了掺钕的钆镓石榴石(Nd3+:GG)激光晶体.研究了室温下的吸收光谱和荧光光谱性质,分析了Nd3+:GG晶体4F3/2→4I11/2能级跃迁与1.06μm附近的荧光谱线之间的关系.吸收系数、发射系数、荧光寿命分别是4.32×10-20 cm-2,2.3×10-19cm-2, 240μs, 比较了Nd3+∶GGG 和 Nd3+∶YAG 的物理参数,实验表明:d3+∶GGG较Nd3+∶YAG有一系列的优点.     

Production of Y3Al5O12 and Y2O3 nanopowders for optical ceramics

The physical and technical conditions for reproducible production of nanodispersed yttrium aluminum garnet (Y₃Al₅O₁₂, YAG) and yttrium oxide (Y₂O₃) powders by chemical coprecipitation have been investigated. It is established that the obtained YAG nanopowders have enhanced reactivity, which significantly decreases the temperature range of interaction in the Y₂O₃-Al₂O₃ system in comparison with ceramic synthesis. It is shown that vacuum heat treatment may lead to reversible transformation of the YAG crystal structure from cubic to tetragonal.     

Electron paramagnetic resonance of Gd3+ in Eu2Zn3(NO3)12·24H2O single crystals

Electron paramagnetic resonance of Gd³⁺ in Eu₂Zn₃(NO₃)₁₂·24H₂O single crystals is studied at ≈9.45 GHz and at 298 and 77 K. Gd³⁺ substitutes for the Eu³⁺ site. In addition to the allowed fine structure lines, forbidden transitions (ΔM = ±2,±3,±4,±5) are observed. The superposition model is applied to the zero‐field splitting parameter b₂⁰. (© 2004 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

Eu3+掺杂Sr3Y2TeO9的红色荧光粉

采用高温固相法制备了一系列Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺新型红色荧光粉,研究了Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺的物相结构、发光性能、衰减寿命以及热稳定性。研究结果表明新型红色荧光粉Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺能在近紫外光或蓝光激发下发出强烈的红光,并确定了Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺的浓度猝灭机制是电偶极-电偶极之间相互作用。其色坐标结果表明,随着掺杂浓度的增加该荧光粉的色坐标均在红色区域。温度相关荧光发射光谱揭示了该荧光粉具有良好的热稳定性。荧光衰减曲线显示在Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺荧光粉中当x=0.34时为最佳掺杂浓度,其平均荧光寿命为0.619 ms。综合以上研究结果表明新型红色荧光粉Sr₃Y_2-xTeO₉∶xEu³⁺在荧光转换近紫外激发白光二极管中具有良好的应用前景。     

Luminescence quantum efficiency investigation of low silica calcium aluminosilicate glasses doped with Eu2O3 by thermal lens spectrometry

The thermal diffusivity and luminescence quantum efficiency of Eu in low silica calcium aluminosilicate glasses have been measured using the mode mismatch Thermal Lens technique (TL). Two different concentrations were studied: 0.5 and 5 (wt%) of Eu₂O₃. Our results show that the thermal diffusivity is independent of Eu₂O₃ concentration while the luminescence quantum efficiency decreased with the increasing in the doping concentration.     

Eu:Lu2O3透明闪烁陶瓷的制备与性能

采用湿化学法合成了Eu原子掺量5%的Lu₂O₃陶瓷前驱体,通过SEM、XRD研究了煅烧前后前驱体和1 100 ℃煅烧4 h后粉体的形貌、结构以及物相。结果表明煅烧后的粉体为纳米类球形、高分散且结晶性良好的颗粒。颗粒尺寸为68.5 nm。使用煅烧后的粉体为原料,在1 650 ℃真空烧结30 h制备了高透过率的Eu:Lu₂O₃陶瓷,晶粒尺寸为46 μm,在611 nm处的直线透过率可以达到66.3%。此外对陶瓷的吸收曲线、光致激发和发射光谱特性以及X射线激发发射光谱进行研究。可观察到,Eu:Lu₂O₃陶瓷存在基质和激活离子两类吸收,光致发光光谱和X射线激发发射光谱均可以看出Eu:Lu₂O₃陶瓷存在极强的⁵D₀→⁷F₂跃迁发光,位于611 nm处。对比商业的BGO单晶的X射线发射光谱,可得本实验中制备的陶瓷的光输出为85 000 ph/MeV。Eu:Lu₂O₃陶瓷本身有着高X射线以及高能粒子的阻止能力,结合高光输出特性,表明Eu:Lu₂O₃陶瓷在X射线成像等领域具有巨大的潜在应用价值。     

(Gd,Lu)3Al5O12∶Tb3+,Eu3+透明陶瓷制备与发光性能

通过简单的化学沉淀法制备了纳米前驱体,结合真空烧结工艺,制备了一系列镥稳定钆铝石榴石{(Gd, Lu)₃Al₅O₁₂∶Tb,Eu}透明陶瓷。将透明陶瓷加工成1 mm厚的圆片,对透明陶瓷样品进行了X射线衍射、光致发光、透过率和衰减时间等表征。高温烧结过后,陶瓷样品仍保持稳定的石榴石相。选定313 nm作为透明陶瓷的激发波长,可获得最强的荧光发射。此外,通过对不同样品进行紫外可见荧光测试,获得了由绿光到红光的可调节发射。在313 nm激发,543 nm和591 nm的监测波长下,透明陶瓷样品均具有Eu³⁺的毫秒级衰减时间。     

蓝色荧光粉Sr3LnM(PO4)3F:Eu2+的发光调控

采用高温固相法合成了一系列Eu²⁺激活的Sr₃LnM(PO₄)₃F(Ln=Gd, La, Y; M= Na, K)荧光粉,并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明:成功合成了Sr₃LnM(PO₄)₃F:Eu²⁺荧光粉,样品的粒径为2~10 μm。荧光粉在蓝光区具有强烈的发射,归属为发光中心Eu²⁺的4f⁶5d→4f⁷跃迁。当基质中的碱金属M由Na变成K时,Eu²⁺的发光颜色由淡蓝色变成深蓝色,色纯度大幅提高,有效地调控了Eu²⁺在氟磷灰石Sr₃LnM(PO₄)₃F中的发光,进而发现了一种通过改变第二层配位原子来调控Eu²⁺发光的策略。     

白光LED用铽铕共掺镓酸锌微晶玻璃的制备、结构与发光性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Tb3+/Eu3+共掺ZnGa2O4微晶玻璃,研究了热处理温度对材料显微结构的影响以及不同稀土离子掺杂材料的发光性能.结果表明干凝胶样品在800～900℃温度热处理后可得到透明的含尖晶石结构ZnGaO4微晶玻璃,在1000℃热处理时由于SiO2非晶基体晶化析出三方Zn2SiO4与六方SiO2晶相导致样品失透.在微晶玻璃中具有ZnGa2O4纳米晶到Tb3+与Eu3+的能量传递.在900℃热处理Tb3+/Eu3+∶ZnGa2O4微晶玻璃样品中,Tb3+与Eu3+分别发射绿光和红光,并与ZnGa2O4纳米晶发射的蓝光组合成近白光发射.     

PEG对纳米BaMgAl10O17:Eu2+蓝色荧光粉颗粒形貌及其发光性能的影响

以聚乙二醇(PEG)为改性剂,采用溶液燃烧法成功制备了准球形的PDP用BaMgAl10O17:Eu2+(BAM)蓝色荧光粉.通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及荧光光谱对获得的试样进行了表征.结晶表明,获得的BAM荧光粉颗粒为准球形、颗粒尺寸为20～40nm.当PEG的分子量(MW)为10000且质量百分比浓度为5.0;时,能获得最佳形貌和最高发光强度的BAM蓝色荧光粉.     

NaY(Mo/WO4)2∶Eu3+红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu3+掺杂的NaY(Mo/WO4)2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征.研究发现随着Eu3+掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化.当Eu3掺杂浓度为30mo1;,荧光粉具有最强的发光强度.荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu3+的5 D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题.研究发现适量的W6+取代Mo6+,不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度.W6的最佳掺杂浓度为10at;.在395 nm激发下,NaY(Mo0.9W0.1O4)2∶Eu3+荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y2O2S:Eu3+.     

凝胶燃烧法合成Ca2 SiO4:Eu2+微晶及其发光性质的研究

利用凝胶燃烧法合成了可用于白光LED的Ca2 SiO4:Eu2+微晶,并研究了其发光性质.以(C2H5O)4Si作为硅源,克服了传统的燃烧法无法将硅引入的困难,合成了纯相Ca2 SiO4基质.与高温固相法相比,凝胶燃烧法制备的Ca2 SiO4:Eu2+微晶呈现峰值为501nm的绿色宽带发光,其发射光谱没有变化,可以被350～400 nm的UVLED管芯有效激发,但生成物分散性好,初始制备温度较低(500℃左右),颗粒平均尺寸小于1 μm.