核壳结构纳米颗粒Gd2O3:Tb3+/SiOx的制备及发光性能研究

以二甘醇为溶剂合成Gd2O3:Tb3+纳米颗粒,并在其表面包覆聚硅氧烷层,得到核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx。为了研究Tb3+离子掺杂浓度对纳米颗粒发光性能的影响,采用几种不同Tb3+掺杂浓度进行纳米颗粒的合成,并对其发光性能进行了检测。结果表明:包裹聚硅氧烷层后的Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒分散较好,聚硅氧烷层不会减弱Gd2O3∶Tb3+纳米颗粒的发光性能。Tb3+掺杂浓度对核壳结构纳米颗粒Gd2O3∶Tb3+/SiOx的发光存在浓度猝灭现象,猝灭摩尔分数为5%。这种具有发光特性的核壳结构纳米颗粒可作为生物传感器的探针用于生物分子的检测。     

含水量对Tb:SiO_2光谱特性的影响

采用sol-gel法制备了稀土Tb3+掺杂的SiO2发光干凝胶,对样品微观结构和发光性能进行了表征,研究了含水量对样品荧光强弱,磷光特性,发光衰减等的影响。结果表明:当溶液中正硅酸乙酯、无水乙醇、蒸馏水配比为1∶4∶4时,650℃退火样品的发光最强,当配比为1∶4∶5时,750℃退火样品的发光最强,当配比为1∶4∶6时,850℃退火样品的发光最强。随着含水量的增加,经750℃退火处理的样品,发光强度先减弱后增强之后又减弱。可见,含水量和退火温度同时影响着Tb3+的发光,对发光强度的影响形成了一个竞争机制。通过测试磷光,初步得知基质中含有缺陷空位,含水量对磷光强度影响趋势与荧光的趋势一致。此外,含水量对发光衰减时间也有明显的影响。     

Y2O3双掺杂Eu3+,Tb3+的光谱性能及能量传递过程

采用溶胶凝胶法制备不同配比的Y2O3∶Eu3+、Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Eu3+,Tb3+荧光粉.并通过XRD、SEM和激发、发射光谱对其结构和发光性能进行了研究,用能级图解释了激活剂之间的能量传递关系.结果表明,材料结晶良好,粒度分别为20、31nm和17nm左右,样品形貌类似片状结构.(Y110Eu)2kO3和(Y110Tb)2kO3配比时相对发光强度最高.而共掺杂时,存在着强烈的Eu3+向Tb3+的能量转移,导致红色发光强度的降低而敏化了绿光和蓝光的发射.分析可知,除了激活剂的含量对发光性能有强烈的影响之外,不同的激发波长对体系混合光的形成有很大的影响.当在305nm的激发波长下,可以得到红绿蓝混合光,实现了通过一种荧光粉的激发,发射出近白色的光.为改变灯用三基色荧光粉的组成并降低成本奠定了有利的实验基础.     

稀土离子(Eu3+,Tb3+,Ce3+)掺杂ZnAl2O4/SiO2微晶玻璃的制备与发光性能

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2 O3-90SiO2 (ZAS)以及ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)透明微晶玻璃.利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响.XRD结果表明,ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2 O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2 O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构.TEM结果表明,900℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出.PL光谱显示,Eu3+存在5 D0→7F2跃迁,ZAS∶Eu3+在611 nm处发出强烈的红色光;由于Tb3+的5D4→7E跃迁,ZAS∶ Tb3+在541 nm处发出明亮的绿色光;ZAS∶ Ce3+在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3的5d→4f轨道跃迁.ZAS∶RE3+(RE =Eu,Tb,Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20％、20％和3％.CIE色度图表明,ZAS∶ RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域.实验结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料.     

Tb~(3+)和Yb~(3+)掺杂Y_2O_3发光粉体的制备和近红外量子剪裁研究

采用共沉淀法制备了Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Tb3+,Yb3+两种样品。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱仪分析和测试了样品的形貌、微结构和室温下的荧光光谱,得到了不同掺杂浓度、退火温度、溶液pH值下Y2O3∶Tb3+的最优工艺制备条件:Tb3+浓度1.5%、退火温度1 400℃、溶液偏碱性环境下,样品在300nm光激发下于543nm处有最大绿光发射。详细分析了Tb3+能级结构和跃迁属性与实验光谱的对应关系,阐述了工艺条件的影响机理和主要影响样品发光的荧光猝灭效应。制备的Y2O3∶Tb3+,Yb3+粉体,敏化离子Tb3+与激活离子Yb3+间存在能量传递过程,使样品在近红外区有可观的发光,从能级角度对两离子间的合作下转换发光过程进行了描述,同样分析了该体系下的荧光猝灭过程。实验证明近红外量子剪裁可有效提高掺杂离子的发光效率,在硅太阳能电池等领域有广阔的应用前景。     

稀土离子(Eu~(3+),Tb~(3+),Ce~(3+))掺杂ZnAl_2O_4/SiO_2微晶玻璃的制备与发光性能（英文）

采用凝胶法分别制备出4.5ZnO-5.5Al2O3-90SiO2(ZAS)以及ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)透明微晶玻璃。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪(PL)等测试手段,研究了稀土离子掺杂浓度对ZAS微晶玻璃的结构和发光性能的影响。XRD结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃包含ZnAl2O4晶相和SiO2非晶相,ZnAl2O4平均晶粒尺寸约为30 nm,稀土离子的掺杂没有显著改变原来的ZnAl2O4晶体结构。TEM结果表明,900℃时ZnAl2O4从ZAS体系中析出。PL光谱显示,Eu3+存在5D0→7F2跃迁,ZAS∶Eu3+在611 nm处发出强烈的红色光;由于Tb3+的5D4→7F5跃迁,ZAS∶Tb3+在541 nm处发出明亮的绿色光;ZAS∶Ce3+在381 nm处显示了蓝光发射,对应于Ce3+的5d→4f轨道跃迁。ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的PL发射光谱存在着浓度猝灭现象,Eu3+、Tb3+和Ce3+的最佳单掺杂摩尔分数分别为20%、20%和3%。CIE色度图表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)的色坐标分别位于红光、绿光和蓝光区域。实验结果表明,ZAS∶RE3+(RE=Eu,Tb,Ce)微晶玻璃是一种良好的可用于全色显示的白光LED材料。     

YVO_4∶Eu~(3+)@SiO_2核壳结构纳米复合材料的合成与表征

用沉淀法制备了尺寸约为8 nm的YVO4∶Eu3+纳米粒子,然后用反相微乳液法在YVO4∶Eu3+纳米粒子的表面包覆了一层Si O2壳。利用XRD、TEM、UV-Vis吸收光谱和光致发光光谱对合成的样品进行了表征。得到的复合物具有较好的核壳结构,通过改变硅酸四乙酯的用量可以改变Si O2壳的厚度。研究了Si O2壳对YVO4∶Eu3+发光性质的影响,结果表明:包覆和未包覆的样品在紫外光激发下都有Eu3+的特征发射;随着Si O2壳厚度的增加,发光强度和量子效率越来越低,Eu3+格位对称性越来越高。     

M2SiO4:Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3+,Tb3+)的发光性能

合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱.从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )在147,172 nm有很强的吸收带.用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba ,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动.在172 nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba; Re= Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因.     

M_2SiO_4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce~(3+),Tb~(3+))的发光性能(英文)

合成了系列M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )样品,研究了样品在真空紫外区域的激发光谱和发射光谱。从激发谱可以看出:M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )在147,172nm有很强的吸收带。用Mg,Ca完全取代Ba2SiO4∶Tb3 中的Ba,相对应的晶体的晶格参数逐渐增大,晶场的能量逐渐减少,其激发光谱随着碱土离子半径的增加向长波方向移动。在172nm真空紫外光激发下,观察到M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Tb3 和M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )特征发射;在真空紫外激发下,随着M2SiO4∶Re(M=Mg,Ca,Ba;Re=Ce3 ,Tb3 )中Ce3 含量的增加,M2SiO4∶Re的特征发射明显减弱,并分析讨论了相关发光现象的成因。     

六角相NaYF4纳米粒子的合成及粒子尺寸对Tb3+,Er3+下转换效率的影响

采用热溶剂法制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+六角相纳米粒子,分析了合成条件对六角相粒子形成的影响。较高的反应温度有利于六角相NaYF4晶体的形成。实验结果表明:六角相是热力学更稳定和更有序的结构,从立方相到六角相的转变是从无序到有序结构的转变。随着尺寸的减小,纳米粒子的下转换效率明显降低。为进一步比较,制备了NaYF4∶Tb3+,Er3+核壳结构的纳米粒子。包覆后的纳米粒子的下转换效率明显提高,其原因是包覆减少了表面缺陷进而降低了表面激发能量的猝灭。     

Tb(Asprin)_3Phen/SiO_2壳/核型纳米材料的合成和光学性质

利用W/O微乳液方法合成了直径为40 nm的具有类壳/核结构的Tb(Asprin)3Phen/SiO2纳米球.透射电子显微镜(TEM)证实了该纳米球具有尺寸均一,分散性好的特点.另外,通过TEOS与APS在微乳液中同时水解,在材料的表面引入了大量的氨基,为材料的生物应用提供了有利的条件.红外光谱(FT-IR)和光致发光光谱分析也显示了这种材料在生物领域中有着潜在的应用前景.     

SiO_2/Ag核壳结构纳米粒子的制备及其表面荧光增强

以罗丹明B掺杂的SiO2球为核,通过化学还原的方法制备了二氧化硅/银核壳结构复合纳米粒子。采用透射电镜(TEM)、紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计和荧光分光光度计对二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面形貌、表面等离子共振和表面荧光增强特性进行了研究和表征。结果表明,二氧化硅/银核壳结构纳米粒子的表面等离子共振峰具有明显的可调谐性,且其表面荧光增强强烈依赖于银壳层的表面等离子共振,随银壳层厚度的增大而增强。     

GdF_3∶Ce~(3+),Dy~(3+)@GdF_3∶Eu~(3+)核壳结构荧光粉溶剂热法制备及其多色发光性能研究

采用溶剂热法合成了核壳结构纳米荧光粉GdF_3∶Ce~(3+),Dy~(3+)@GdF_3∶Eu~(3+)。XRD衍射图样显示所制备纳米晶为正交相;在Ce~(3+)的8S7/2→6IJ激发峰激发下,该核壳结构具有明显的多色发光性能,而在相应的非核壳结构中却由于Ce~(3+)共掺导致Eu~(3+)出现荧光猝灭现象。基于CIE坐标,可以看出该体系的核壳结构具有比非核壳结构优越的发光性能,这主要是因为Gd~(3+)起到媒介离子的作用。最后,讨论了壳厚度对发光的影响,结果发现当核壳的量比为1∶3时,荧光粉具有最大的发光强度。     

紫外激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能

采用高温固相法合成了可被紫外光激发的Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉。考察了激活离子掺杂量等因素对发光性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱和荧光寿命曲线对所合成样品的结构和发光性能进行表征,研究了Gd~(3+)和Tb~(3+)的特征吸收波长激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能。在275 nm(Gd~(3+):8S7/2→6IJ)激发下,检测到了Tb~(3+)的特征发射。通过对比不同Tb~(3+)掺杂量下Gd~(3+):~6P_(7/2)能级的衰减曲线,发现随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短,表明样品中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,传递方式为无辐射共振能量传递。在244 nm(Tb~(3+):4f~8→4f~75d~1)激发下,Gd~(3+)的掺入使得Tb~(3+)的~5D_3能级的发射逐渐减弱,5D4能级的发射增强。Gd~(3+)的掺入使得544 nm(~5D_4→~7F_5)处的特征发射增强了59%~128%,结合荧光衰减曲线得出Gd~(3+)的掺入对Tb~(3+)能级中~5D_3→~5D_4与~7F_6→~7F_0交叉驰豫有促进作用。     

Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光

Tb3+离子激活的Me2SiO4(Me=Ca、Sr、Ba)发光材料是用分析纯试剂合成并加以提纯的BaCO3、SrCO3、CaCO3、H2SiO3、Li2CO3和Tb2(C2O4)3为原料,通过固态反应的合成方法而制成的。由X-光衔射谱,确定了样品的结构。通过荧光测量,探讨了Tb3+离子在碱土金属正硅酸盐中的发光行为。     

水溶性CdTe/CdS纳米晶表面SiO2壳层的反相胶束法包覆

"提出了一种水相中制备CdTe/CdS核壳结构纳米粒子的方法.用Te粉作为碲源,用Na2S作为硫源,在50 ℃下制备了CdTe/CdS核壳结构纳米粒子. 用紫外可见吸收光谱和荧光光谱分析了CdS壳层对CdTe核的影响. 随CdS壳层厚度的增加,紫外可见吸收光谱和荧光光谱均发生了红移. CdS壳层厚度较薄时,CdTe/CdS纳米晶的荧光强度较CdTe纳米粒子有显著提高;而CdS壳层厚度较厚时,CdTe/CdS纳米晶的荧光强度会逐渐降低. 用反相胶束法在CdTe/CdS核壳结构纳米粒子的表面包被一层SiO2,     

Effect of a SiO2 coating on the magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles

In this work the effect of a SiO2 coating on the magnetic properties of Fe3O4 nanoparticles obtained by the sol-gel method is analyzed. Two sets of samples were prepared: Fe3O4 nanoparticles and Fe3O4@SiO2 core-shell composites. The samples display the characteristic spinel structure associated with the magnetite Fe3O4 phase, with the majority of grain sizes around 5-10 nm. At room temperature the nanoparticles show the characteristic superparamagnetic behavior with mean blocking temperatures around 160 and 120 K for Fe3O4 and Fe3O4@SiO2, respectively. The main effect of the SiO2 coating is reflected in the temperature dependence of the high field magnetization (μ(0)H = 6 T), i.e. deviations from the Bloch law at low temperatures (T < 20 K). Such deviations, enhanced by the introduction of the SiO2 coating, are associated with the occurrence of surface spin disordered effects. The induction heating effects (magnetic hyperthermia) are analyzed under the application of an AC magnetic field. Maximum specific absorption rate (SAR) values around 1.5 W g(-1) were achieved for the Fe3O4 nanoparticles. A significant decrease (around 26%) is found in the SAR values of the SiO2 coated nanocomposite. The different heating response is analyzed in terms of the decrease of the effective nanoparticle magnetization in the Fe3O4@SiO2 core-shell composites at room temperature.     

SiO2包覆的β-NaYF4∶Eu3+及透明发光薄膜的制备和性能研究

通过溶胶-凝胶方法对β-NaYF4∶Eu3+进行了表面SiO2包裹处理,并将其分散于溶胶中提拉成膜,制备成发光薄膜。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、UVPC、PL等测试手段进行了分析表征。结果表明:NaYF4表面被成功包裹上了一层SiO2,形成了核壳结构,并除去了表面油酸等有机物。表面包裹对NaYF4的晶型结构没有产生影响,但荧光性能略有下降,形貌趋向于圆形,这是由于表面SiO2颗粒在形成网络结构的张力和溶剂溶解所致。采用提拉浸渍镀膜后,发光粒子比较好地分散在薄膜上,并且具有比较理想的透过率,呈现出一定的减反射效果。由于SiO2包裹和热处理,O2-空位缺陷增强了Eu3+在420～500 nm波段的发光,这对整个发光性能是有利的。而因为能量转移,产生无辐射跃迁,613 nm处发光产生猝灭。通过实验,优化确定了制备发光薄膜的最佳工艺。     

Study of Au-Pd core-shell nanoparticles by using slow positron beam

Binary Au-Pd nanoparticles were synthesized by ultrasonic irradiation of solutions containing Au³⁺ and Pd²⁺ ions (the ion ratio from 0.3:0.7 to 0.9:0.1 mM) and cationic surfactant (SDS: sodium dodecyl sulfate). In each case the core-shell structure (Au core, Pd shell) was confirmed by scanning transmission electron microscopy (STEM). The mean diameters of them were all about 9 nm, and the thickness of the Pd shell depends on the ratio of Pd²⁺ and Au³⁺ ions in solution. In order to study the electronic states of core-shell nanoparticles and their dependence on shell thickness, Doppler broadening measurements were performed for Au-Pd core-shell nanoparticles by using slow positron beam technique. The ratio curves of Au-Pd particles did not match with those of pure Pd and pure Au, but a small difference in the low electron momentum region was observed among nanoparticles depending on Pd shell thickness.     

Synthesis and photoluminescent properties of silica-coated LaCeF<Subscript>3</Subscript>:Tb nanocrystals

La_0.45Ce_0.45F₃:Tb (10 mol% Tb) nanoparticles was synthesized via sonochemical method and then coated with silica (SiO₂) shells through a microemulsion process, resulting in the formation of core/shell structured LaCeF₃:Tb/SiO₂ nanoparticles. The obtained core/shell LaCeF₃:Tb/SiO₂ nanoparticles are spherical and uniform in size (average size about 60 nm), strongly fluorescent, and long fluorescence lifetime (1.87 ms). This kind of nanoparticles was water-soluble, which could be applied in biological labeling and other fields.