Ca0.8La0.2-x-yMoO4∶xTb3+,yEu3+荧光材料的水热合成及多色发光性质

采用水热法制备了Ca0.8La0.2-x-y MoO4∶xTb3+,yEu3+荧光材料,并对其结构和发光性能进行了研究。X射线衍射(XRD)分析表明,合成的样品为四方晶系的CaMoO4白钨矿结构,稀土离子La3+、Eu3+、Tb3+的引入不会改变主晶格的结构。荧光光谱表明,与CaMoO4∶Eu3+荧光粉相比,基质中掺杂La后的Ca0.8La0.15MoO4∶0.05Eu3+样品的616 nm(5D0→7F2)处的特征发射峰明显增强。在285 nm紫外光激发下,Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品在545 nm和616 nm处出现的发射峰,分别对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁和Eu3+的5D0→7F2跃迁,并且随着Eu3+掺杂量的增加,Tb3+的发射峰逐渐减弱,Eu3+的发射峰逐渐增强,表明该荧光材料中存在着由Tb3+到Eu3+能量传递。随着Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品中激活剂Eu3+掺杂量的增加,荧光粉实现了从绿色→黄绿→黄色→红色的颜色可调。     

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。     

白光LED用Ba3La（PO4）3∶Dy3+荧光粉的制备与发光性能

通过高温固相法合成了一系列Ba3La1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉材料。利用XRD测量样品的物相,结果显示样品为纯相Ba3La(PO4)3晶体。样品的激发光谱由一系列宽谱组成,峰值分别位于322,347,360,386,424,451 nm。在347 nm激发下,荧光粉在482 nm(4F9/2→6H15/2)和575 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发射光谱的影响,当Dy3+摩尔分数x=0.10时出现猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。确定了不同Dy3+掺杂浓度的Ba3La(PO4)3∶Dy3+的荧光寿命。Ba3La(PO4)3∶Dy3+荧光粉发射光谱的色坐标位于白光区域。     

红色荧光粉Ca_4(La_(1-x-y)Gd_xY_y)_(1-n)O(BO_3)_3∶nEu~(3+)的发光和优化

用高温固相法合成了红色荧光粉Ca4(La1-x-yGdxYy)1-nO(BO3)3∶nEu3+(LnCOB∶Eu,Ln=La1-x-y-GdxYy),并对其在真空紫外至可见范围的发光性质进行了系统的研究,找出发光较好的组分范围并与某些商品红色荧光粉进行了比较。LnCOB∶Eu在254 nm紫外线激发下的发射光谱为Eu3+的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)的特征跃迁。监测其最强的5D0→7F2发射线,其激发光谱在250 nm左右有一个宽的激发带,归属于Eu-O电荷迁移带,适于用254 nm汞线激发;在300~450 nm有一些弱的归属于Eu3+的f-f跃迁的锐吸收峰;在真空紫外区184~188 nm附近有一个宽带,为基质吸收带,并可能包含了Eu3+的f-d跃迁。在Ca4GdO-(BO3)3∶Eu3+的激发光谱中,还包含了Gd3+的8S7/2→6GJ跃迁,此跃迁增强了荧光粉在184~188 nm附近的激发强度。     

红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eu3+x+y发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉Naz Ca1-x-2y-zBiyMoO4 ∶ Eu3+x+y (y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38; x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0; x=0.30,y=0.04,z=0.38).用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构.采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70 MoO4∶Eu3+0.30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y＜0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y＞0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强.作为电荷补尝剂的Na2 CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强.结果表明,通过调节Bi3+ /Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度.     

NaLa(MoO_4)_2∶Eu~(3+)/Tb~(3+)/Tm~(3+)材料的合成、发光及能量传递

采用微乳液-水热法合成一系列NaLa(MoO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+单/共掺的荧光粉(NLM)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱对荧光粉的晶体结构、形貌特征和发光性质进行了测试和研究。结果表明:所制备的样品均为四方晶系单晶,Eu3+,Tb3+,Tm3+均以取代的方式进入La3+的格位;样品的形貌为四方片状结构,颗粒尺寸1~1.5μm;当Eu3+掺杂浓度为是9%时,NLM∶9%Eu3+荧光粉在616nm发射峰是最强的,此时在NLM基质中Eu3+之间的临界传递距离(Rc)约为15.20。在NLM∶9%Eu3+的发射光谱中,591nm处的发射峰为Eu3+的5 D0→7 F1的磁偶极跃迁;616nm处的发射峰为Eu3+的5 D0→7 F2的电偶极跃迁,电偶极跃迁发射强度约是磁偶极跃迁强度的10倍,表明Eu3+位于无反演对称中心格位。采用固定Eu3+(Tb3+)的浓度,改变Tb3+(Eu3+)浓度的方法,研究了Eu3+与Tb3+之间的能量传递机理。通过调节Eu3+,Tb3+和Tm3+的掺杂浓度,实现在单一基质条件下可见光区域的光色调节,在360nm激发下NLM∶x%Eu3+,y%Tb3+,z%Tm3+荧光粉的发光由蓝光(0.205,0.135)调到伪白光(0.305,0.266)。     

Eu2+/Dy3+共掺SrSiO3透明微晶玻璃的光学性质

在还原气氛中采用高温熔融法制备了Eu2+-Dy3+共掺硅酸盐玻璃,热处理后得到了Eu2+-Dy3+共掺透明SrSiO3微晶玻璃。测试了样品的激发光谱和发射光谱,研究了不同Eu2+-Dy3+物质的量比下微晶玻璃发光的变化并计算了对应的色坐标。研究发现,样品发射光谱范围在400～600nm,其中400～550nm(绿光)的宽发射谱带来自Eu2+的5d→4f跃迁,而位于483nm(蓝光)和575nm(黄光)的尖峰则来自Dy3+的4F9/2→6 H15/2和4F9/2→6 H13/2跃迁;在紫外(UV)光(365nm)激发下通过调控Eu2+-Dy3+物质的量比可得到发白光的微晶玻璃,当Eu2+-Dy3+物质的量比为1∶8时,Eu2+-Dy3+共掺SrSiO3透明微晶玻璃所发白光最佳,对应的色坐标(0.268,0.356)位于CIE标准色坐标图的白光区域且最接近理想白光。结果表明,Eu2+-Dy3+共掺SrSiO3透明微晶玻璃可作为一种潜在的白光发光二极管用基质材料。     

白光LED用红色荧光粉KLa（MoO4）2:Eu3+的制备及发光性能

采用水热法制备红色荧光粉KLa(MoO4)2:Eu3+,通过X射线粉末衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和荧光光谱(PL)对样品进行了表征。实验结果表明:pH值是合成样品KLa(MoO4)2:Eu3+的关键因素,当溶液pH值接近7时,荧光粉的纯度较高,分散性良好、粒度均匀、呈规则球形。这种荧光材料可以被紫外光279 nm、近紫外光395 nm和蓝光465 nm有效激发,发射主峰位于617 nm,是一种可应用于白光LED转换用的新型红色荧光粉。     

红色荧光粉Na_zCa_(1-x-2y-z)Bi_yMoO_4∶Eu_(x+y)~(3+)发光研究

采用高温固相法制备系列红色荧光粉NazCa1-x-2y-zBiyMoO4∶Eux3++y(y,z=0,x=0.24,0.26,0.30,0.34,0.38;x=0.30,y=0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07,z=0;x=0.30,y=0.04,z=0.38)。用X射线粉末衍射(XRD)法测试了所制样品晶相结构。采用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了表征,结果表明:当Eu3+单掺杂量浓度x=0.30时,荧光粉(Ca0.70MoO4∶Eu03.+30)的发光强度最强;当Eu3+-Bi3+共掺杂量浓度y=0.03时,电荷迁移带(CTB)强度达到最强,而对于Eu3+特征发射峰,当共掺杂浓度y<0.03时,位于393 nm处的激发峰强度比464 nm强,共掺浓度y>0.03时,464 nm峰比393 nm峰强,共掺浓度为y=0.04时,393和464 nm处两峰位置强度都达到最强。作为电荷补尝剂的Na2CO3掺入上述荧光粉中后,荧光粉激发和发射强度明显地增强。结果表明,通过调节Bi3+/Eu3+掺杂比例可以改变位于近紫外光393 nm和蓝光区464 nm处激发光相对强度。     

基质发光材料Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2的制备和发光

本文研究了化学计量的基质发光材料Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2.它们都属于四方晶系,空间群为I41/α .NaEu(Mo04)2属于白钨矿(scheelite)结构,一个晶胞中有2个分子式NaEu(MoO4)2(z=2);而Na5Eu(Mo4O)4属于类自钨矿(scheelite-like)结构,一个晶胞中有4个分子式Na5Eu(MoO4)4(z=4).X射线衍射确定的晶胞常数,对Na5Eu(MoO4)4,α=1.1439nm和c=1.1486nm(密度d计算=4.01g/cm3,z=4);对NaEu(MoO4)2,α=0.5236nm和c=1.1439nm(密度d计算=5.24g/cm3,z=2).由差热法和X射线衍射法确定了Na2MoO4-Eu2(MoO4)3的相图.Na5Eu(MoO4)4分解为NaEu(MoO4)2的温度是700℃.本文确定了制备纯 Na5Eu(MoO4)和NaEu(MoO4)2的方法,并研究了上述两种材料的激发光谱和发光光谱.确定了用X射线粉末衍射谱和发光光谱鉴别Na5Eu(MoO4)4和NaEu(MoO4)2的方法.在365nm紫外光激发下,Na5Eu(MoO4)4的发光比Na5Eu(WO4)4的强得多,在室温下,Na5Eu(MoO4)4,NaEu(MoO4)2和Na5Eu(WO4)4的相对发光积分亮度比为3.8:3.2:1.0.     

Ca3La(BO3)3：Tb3+的合成与发光性质

高温固相反应法合成了Ca₃La(BO₃)₃:Tb³⁺光致发光材料。利用扫描电镜和激光衍射分析仪测定了样品的晶粒形貌及粒径大小分布,利用荧光分光光度计研究了Ca₃La(BO₃)₃:Tb³⁺的光致发光特性。确定了在Ca₃La(BO₃)₃基质中Tb³⁺离子浓度对其发光强度的影响及其自身浓度猝灭机理;探讨了助熔剂Li₂CO₃、敏化剂Ce³⁺离子的加入对荧光粉发光强度的影响。     

Ba3Tb(BO3)3:Ce3+:一种白光LED用绿色荧光粉

采用高温固相法合成了Ba3Tb(BO3)3和Ba3Tb(BO3)3:Ce3+两种绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.Ba3Tb(BO3)2材料呈多峰发射,发射峰位于439,493,547,589和629 nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7F1=6,5,4,3跃迁发射,主峰为547 nm;监测547 nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330 nm)和4f4f电子吸收(330-400 nm)组成,主峰为380 nm.以Ce3+激活Ba3Tb(BO3)3,所得Ba3Tb(BO3)3:Ce3+与Ba3Tb(BO3),材料的发射光谱分布相同,但发射强度明显增强,说明Ce3+对Tb3+产生了很好的敏化作用;监测547 nm最强发射峰,所得激发光谱为宽带,主峰位于360 nm.改变H3BO3量,Ba3Tb(BO3)3:Ce3+材料的发射强度随之变化,当H3BO3过量15 wt%时,发射强度最大.上述研究结果表明Ba3Tb(BO3)3:Ce3+是一种很好的适于UV-LED管芯激发的白光LED用绿色荧光粉.     

ZBLAN玻璃中Nd~(3+),Tm~(3+),Yb~(3+)的上转换发光特性

采用高温固相法制备了Nd,Tm和Yb掺杂的ZBLAN玻璃上转换材料.Tm3+,Yb3+的摩尔浓度分别固定为0.01%,0.3%,Nd3+摩尔浓度变化范围为0.1%～2%.在室温下,测试了样品在300～1 000nm间的吸收光谱.在798 nm近红外光激发下,测试了样品的上转换光谱.实验发现,样品在798 nm红外光激发下发出了较强的多波段(红,蓝和绿)的可见光.由上转换可见光各波段的发射谱线,给出了能级跃迁机制.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Nd3+的2H7/2到基态4I9/2的跃迁,红光来源于Nd3+的2H11/2到基态4i9/2的跃迁.研究发现,在Nd3+,Tm3+,Yb3+:ZBLAN玻璃样品中存在激发态吸收,能最转移和交叉弛豫等上转换过程.其发光机理是Nd3+,TM3+和Yb3+离子之间的能量转移.根据Nd3+摩尔浓度不同其上转换发光强度不同,分析了掺入稀土的浓度对上转换发光效率的影响.当Nd3+浓度为1.5%(摩尔分数)时上转换发光最强,大于1.5%后发光开始减弱.     

Er3+/Yb3+共掺Gd3Sc2Ga3O12晶体的上转换发光

研究了提拉法生长的Er3+/Yb3+:Gd3Sc2Ga3O12和Er3+:Gd3Sc2Ga3O12晶体在室温下320-1700 nm范围的吸收光谱和500-750 nm范围内的上转换荧光谱,同时对其上转换荧光的可能发生机制、途径以及上转换过程可能对Er3+的2.8 μm波段激光振荡产生的影响进行了分析和讨论.结果表明:Yb3+的敏化显著地增强了晶体在966 nm附近的吸收能力,大幅度加宽了晶体在该处的吸收带宽.在940 nm激光的激发下,Er3+/Yb3+:Gd3Sc2Ga3O12中的上转换荧光强度明显强于Er3+:Gd3Sc2Ga3O12中的上转换荧光强度,表明Yb3+与Er3+之间存在高效率的能量传递,其主要上转换机制可能为Yb3+-Er3+,Er3+-Er3+能量传递.     

ErCl3、Er(NO3)3基体在石墨炉原子吸收光谱中的背景吸收研究

研究了石墨炉原子吸收光谱中ＥｒＣｌ３、Ｅｒ（ＮＯ３）３基体的背景吸收影响,皮长特性的研究说明,ＥｒＣｌ３与Ｅｒ（ＮＯ３）３的背景吸收都具有明显的波长特性。     

Tm3+/Yb3+共掺杂玻璃和玻璃陶瓷中蓝色 上转换发光中的能量传递过程

利用高温固相法制备了Tm³⁺/Yb³⁺共掺杂的氟氧化物玻璃和玻璃陶瓷材料,在980 nm的激光激发下,样品发射出明亮的蓝色上转换荧光。通过对玻璃和玻璃陶瓷样品的对比,发现Tm³⁺离子和Yb³⁺离子之间存在着Tm³⁺(³H₄)→Yb³⁺(²F_5/2)的反向能量传输通道,并且与晶场有较强的依赖关系。分析了在玻璃和玻璃陶瓷中蓝色上转换发光过程,随着敏化剂Yb³⁺浓度的增加,在玻璃中正向和反向能量传递的竞争作用使得Tm³⁺离子在Yb³⁺离子的最佳浓度时上转换发光最强;而在玻璃陶瓷中, Tm³⁺离子的上转换发光始终随着Yb³⁺离子的浓度增加而增强。     

Na填充型方钴矿化合物CoSb3的高压合成及电输运特性研究

 利用高压合成方法,在压力为2 GPa、温度为900 K的条件下,以NaN₃作为添加剂,成功地合成出了Na填充型的方钴矿化合物CoSb₃。X射线衍射（XRD）研究结果表明,当Na填充量达80%时,合成的Na填充型方钴矿化合物CoSb₃仍为单相方钴矿结构,没有Na和NaN₃等杂质峰。在室温下对不同Na填充量的样品进行了电阻率（ρ）和Seebeck系数（α）的测试,研究了不同Na填充量对样品电阻率、Seebeck系数和功率因子（α²σ）的影响。研究结果表明：室温下,样品的电导率随Na填充量的增加而增大,Seebeck系数的绝对值随Na填充量的增加而减小。当Na填充量为0.4时,样品获得了最高的功率因子（8.72 μW·cm^-1·K^-2）,此值高于He等报道的利用热压法制备的CoSb₃的值。填充量对样品电输运特性的影响规律与Pei等研究的K填充型CoSb₃的研究结果相一致。上述研究结果表明,高压合成技术有利于提高填充型方钴矿化合物的填充量,并有效地提高样品的电输运特性。     

CaTiO3:Pr3+长余辉玻璃的制备与发光性能

用二次熔融法制备了CaTiO3：Pr^3＋红色长余辉玻璃。测量了样品的发射光谱,其发射光谱峰值为611．7,614．5nm,对应于Pr^3＋的4f-4f（^1D2→^3H4）跃迁,与CaTiO3：Pr^3＋晶态长余辉发光粉的发射光谱峰值相一致。玻璃粉与发光粉的质量配比在95：5～80：20时,都可以形成玻璃态并得到红色长余辉发光。研究了气氛和熔融温度对发光性能的影响,在空气环境下,800℃即可得到性能良好的样品。     

新型双β-二酮稀土配合物的荧光性质

稀土离子因其特有的结构,具有较好的荧光特性,能与许多有机配体形成有良好荧光性能的配合物。简要介绍了双β-二酮配体的合成,研究了Eu³⁺、Tb³⁺双β-二酮配合物体系的荧光性能,该体系具有良好的荧光特性。通过对其紫外光谱、荧光光谱测定和对比,分析了不同因素,包括溶剂、配体结构、pH值等因素对体系荧光强度的影响。实验结果表明:稀土(Eu³⁺,Tb³⁺)-β-二酮体系在乙醇溶液中其荧光强度比在水溶液中大得多;乳化剂OP能增强体系荧光强度;在pH约为6时荧光最强;不同结构的β-二酮配体与稀土离子所形成的配合物的荧光强度顺序为H₂L¹>H₂L²>H₂L³;Eu³⁺比Tb³⁺能更好地与这些β-二酮匹配,其中Eu³⁺与β-二酮配体H₂L¹形成的配合物荧光性能最好。     

补偿离子掺杂与烧成温度对SrTiO3:0.002Pr3+ 材料的红色发光特性的影响

采用高温固相反应法合成SrTiO3：Pr^3＋系发光材料,利用荧光光谱、XRD等分析手段,研究了工艺参数,如不同价态K、Ca和Al离子掺杂,以及1050～1300℃不同烧成温度对SrTiO3：Pr^3＋体系发光性能的影响,以获得具有较好综合发光性能的SrTiO3：Pr^3＋系发光材料。选择不同价态补偿离子掺杂是为了研究电荷补偿作用机制对该类材料发光性能的作用。结果表明：随着烧成温度的升高,磷光体发光强度先增加后减弱,在1150℃烧成的材料其发光强度最大。无补偿掺杂与K、Ca或Al离子掺杂的所有样品均发出源于Pr^3＋的^1D2→^3H4跃迁的610nm红色光。在不同价态补偿离子掺杂样品中,以掺Al的SrTiO3：Pr^3＋体系发光强度最好;其发光强度比无补偿离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料的发光强度提高10倍左右。另一方面,与Al离子具有类似的引入阴离子电荷缺陷的K离子掺杂材料的发光强度则基本没有变化,其发光强度与没有电荷补偿作用的无掺杂及Ca离子掺杂SrTiO3：Pr^3＋材料相似。上述实验结果可从电荷缺陷及微观固溶结构两方面的联合作用机制进行解释。在引入电荷缺陷的掺杂体系中,只有在发光离子PrSr^＋最近邻的Ti格位引入的电荷缺陷才能有效地起电荷补偿作用,达到增强发光强度的作用。研究结果给出了合理的制备工艺条件,并且提供了一种可有效提高发光强度的补偿离子掺杂的选择依据。