SrAl2O4:Tb3+,Ce3+发光材料的合成与发光特性

以高温固相法合成SrAl2O4:Tb^3 ,Ce^3 发光材料,蓄光后在暗室中观察发出明亮的绿光。利用X射线粉晶衍射仪对其进行了物相测定,扫描电镜对其进行了晶相与显微结构分析,分析结果表明,合成物为α-SrAl2O4属于单斜晶系。利用荧光分光光度计进行了光谱分析,测定了所合成样品的激发光谱和发射光谱,研究了Tb^3 含量与合成荧光粉发光强度的关系,在SrAl2O4:Tb^3 体系中加入Ce^3 ,发现Ce^3 可将能量传递给Tb^3 ,对Tb^3 起到了敏化作用。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

绿色荧光粉Sr3P4O13∶Ce3+,Tb3+的发光特性及Ce3+→Tb3+能量传递机理

采用高温固相法合成Sr_3P_4O_(13):Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光光谱仪分析该荧光粉的物相组成、颗粒形貌和发光性能。结果表明:Sr_3P_4O_(13):Ce~(3+)的发射光谱和Sr_3P_4O_(13):Tb~(3+)的激发光谱在300～400 nm有重叠;在近紫外光(290 nm)激发下,该荧光粉发射出Ce~(3+)的蓝光(300～420 nm)和Tb~(3+)的黄绿光(480～500 nm和530～560 nm);当Ce~(3+)的摩尔分数为0.08,Tb~(3+)的摩尔分数从0.01增大到0.09时,Ce~(3+)的4f→5d电子跃迁将能量传递至Tb~(3+)的~5D_3能级和~5D_4能级,Ce~(3+)的发光强度逐渐降低,Tb~(3+)的发光强度逐渐增强,表明Sr_3P_4O_(13)基质中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递;当掺杂Tb~(3+)的摩尔分数为0.09时,能量传递效率可高达86.46%;样品Sr_(2.61)P_4O_(13):0.24Ce~(3+),0.15Tb~(3+)的色坐标在绿光区域,因此Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺杂的Sr_3P_4O_(13)荧光粉可作为绿色荧光材料应用于白色发光二极管。     

Tb3+掺杂Y2O3纳米晶体中Tb3+离子4f5d跃迁及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Tb3 掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Tb纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应Tb3 掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、激发光谱、X射线衍射谱和荧光衰减曲线,并拍摄了不同粒径样品的透射电子显微镜(TEM)照片。研究纳米Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 离子的4f5d跃迁发现,由于在近表面的低结晶度环境和颗粒内部的高结晶度环境中Tb3 离子4f5d跃迁对应的激发峰位置不同,不同粒径样品中处于这两种环境的Tb3 离子比例也不同,激发谱的谱线形状存在较大差别,还对Tb3 离子的能量传递进行了研究,发现Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 的(5D3,7F6)→(5D4,7F0)能量传递类型为受纳米限域效应影响很大的电偶极电偶极相互作用;引起5D4→7F5(543nm)发光浓度猝灭的是不同Tb3 离子5D4能级之间交换相互类型的能量传递,此类型的能量传递受纳米限域效应影响较小。     

LaPO4:Ce3+/Tb3+ 纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce^3 和Tb^3 共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce^3 和Tb^3 的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce^3 的激发,Tb^3 的^5D4→^7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce^3 和Tb^3 的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce^3 →Tb^3 的能量传递速率降低了3倍。Tb^3 的^53能级衰减包括两个过程：快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应^5D3→^5D4的弛豫,快过程对应^5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于^5D4的激发态能级上损失的能量更少。     

Sr3B2O6∶Tb3+,Li+绿色荧光粉的发光特性

用高温固相法合成了Sr3B2O6∶Tb3 ,Li 绿色荧光粉,并研究粉体的发光性质。发射光谱由位于黄绿区的4个主要荧光发射峰组成,峰值分别位于495,548,598,625nm,对应了Tb3 的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3特征跃迁发射,548nm的发射最强。激发光谱表现从200~400nm的宽带,可以被近紫外光辐射二极管(near-ultraviolet light-emitting diodes,UVLED)管芯产生的350~410nm辐射有效激发。研究了Tb3 掺杂和电荷补偿剂对样品发光亮度的影响。Sr3B2O6∶Tb3 ,Li 是一种适用于白光LED的绿色荧光粉。     

掺Ce3+、Gd3+、Tb3+的CaLaB7O13的光

采用固相反应法合成了接Ce3+、Gd3+、Tb3+的CaLaB7O13,并测定了它们的光谱。在Ce3+的光谱中发现文献中尚未报导的317nm激发峰和293nm发射峰。293发射属于不常见的5d能带中次最低能级向基态的跃迁,并随着Ce3+离子浓度增加而变弱,当掺杂浓度大于0.1mol时,293nm发射峰消失。     

(Sr,Ba)Al12O19:RE3+(RE=Ce,Tb)的VUV发光及Ce3+→Tb3+的能量传递

采用高温固相反应合成磁铅矿型(Sr,Ba)Al12O19:RE3 (RE=Ce,Tb)发光材料,X射线衍射结果证明生成单一磁铅矿型结构.Ce3 产生302 nm的发射峰和340 am左右的不太明显的肩,分别对应于5d→2F5/2和5d→2F7/2跃迁;激发光谱显示两个宽带峰,158 nm峰对应于基质吸收,260 nm峰是由4f-5d跃迁引起的.Tb3 的发射光谱显示特征的.D3→1Fi(i=2,3,4,5)和5D4→7Fi(i=4,5,6)跃迁;在激发光谱中,160 nm左右的峰是由基质吸收和Tb -O2-电荷迁移带交迭产生的,193 nm峰是Tb3 的4f-5d自旋允许跃迁引起的,233 nm弱的峰是自旋禁戒4f-5d跃迁产生的.Ce3 的发射和Tb3 的f-f跃迁吸收(～320 nm)完全交迭,并且Tb3 的发光强度随Ce3 的浓度增加而增强,从激发光谱看出,Tb3 发光部分来自于Ce3 的0吸收,具有Cd →Tb3 能量传递.     

K2MgSiO4:Eu3+,Tb3+荧光粉的发光性质和能量传递

采用高温固相法合成K_2MgSiO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)系列荧光材料.通过X射线衍射谱、光致发光谱以及荧光寿命对材料的物相结构和发光性质进行了表征和研究.结果表明:系列样品的X射线衍射图谱衍射峰与标准卡片吻合得很好,实验浓度范围内Eu~(3+)、Tb~(3+)单掺或共掺没有改变K_2MgSiO_4的晶体结构.由材料的光致发光谱可以看出:Eu~(3+)单掺K_2MgSiO_4样品在394nm(~(7 )F_0→~(5 )L_6)激发下,显示主峰为613nm(~(5 )D_0→~7F_2)处的红光发射;Tb~(3+)单掺K_2MgSiO_4样品在378nm(~(7 )F_6→~(5 )G_6)激发下,显示主峰为542nm(~(5 )D_4→~7F_5)处的绿光发射.当Eu~(3+)和Tb~(3+)共掺于K_2MgSiO_4基质中时,样品呈现出Eu~(3+)较强的特征发射,Tb~(3+)发射峰则较弱,并且随着掺入Tb~(3+)离子浓度的增加,Eu~(3+)的发射明显增强,Tb~(3+)的发射没有明显变化.另外,当固定Eu~(3+)浓度,逐渐增加Tb~(3+)离子掺杂浓度时,Eu~(3+)的荧光寿命逐渐增加;固定Tb~(3+)浓度,逐渐增加Eu~(3+)离子掺杂浓度时,Tb~(3+)的荧光寿命逐渐减小.这些现象确定了K_2MgSiO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)荧光材料中存在Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递关系,使得K_2MgSiO_4基质中Eu~(3+)红光发射得到改善和提高.     

Na3GdSi2O7:Tb3+荧光粉发光特性及Gd3+→Tb3+之间的能量传递

采用高温固相法合成了Na3Gd1-xTbxSi2O7(x=0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)系列荧光粉。研究了荧光粉的真空紫外-可见发光光谱和荧光寿命,讨论了Tb3+在扭曲八面体结构(标示为Gd(1)3+)和正三棱柱构型(标示为Gd(2)3+)两种格位中的最低5d轨道能级。同时研究了Gd3+→Tb3+之间无辐射能量传递速率K和无辐射能量传递效率η。研究结果表明:Tb3+在Gd(1)3+格位中的最低允许跃迁和禁戒跃迁的5d轨道能级分别位于235 nm和280 nm,在Gd(2)3+格位中的最低允许跃迁和禁戒跃迁的5d轨道能级分别位于224nm和256 nm。随着Tb3+浓度的增加,能量传递效率及速率显著增大,说明在Na3Gd1-xTbxSi2O7中存在有效的Gd3+-Tb3+能量传递。     

结构稳定的高质量荧光材料CaAl_4O_7:Tb~(3+),Ce~(3+)

在本文中制作了CaAl4 O7:Tb3+,Ce3+新荧光材料。烧结温度为 130 0℃ ,烧结环境为N2 + 5 %H2还原气。TEM实验结果表明样品的粒度小于 1μm。X 射线和HRTEM实验证实 ,样品的晶格点阵十分规则 ,而且没有发现掺杂和助溶剂对基质结构的影响 ,表现出十分好的材料质量。光学实验观测到对应于Tb3+离子的 5D4 到7FJ(J=6 ,5 ,4,3) 的跃迁发射峰在 485 ,5 45 ,5 90和 6 2 0nm。CaAl4 O7:Tb3+,Ce3 +降低了基质结构的不确定性 ,同时保持了Tb3+发光中心的特性。     

掺铈、钆、铽的三磷酸镧的合成及其光谱

本文首次采用溶液沉淀法合成了一系列LaP3O9:Ce、Gd、Tb磷光体.经X射线结构分析表明、它们是较纯的LaP3O9相,系环状结构,属于正交晶系,其晶胞参数为a=11.19(Å),b=8.54(Å),c=7.28(Å).测定了这些化合物的激发和发射光谱、相对亮度及Ce3+的荧光寿命,观察到在此基质中Ce3+与Gd3+光谱重叠,它们之间存在着一定的相互作用,Ce3+能有效地敏化Tb3+,从而大大地增强Tb3+的发射,LaP3O9:Ce、Tb可能成为一种新的高效绿色发光材料.在Ce-Tb共掺的体系中加入少量Gd却使发光亮度稍有下降,这可能是由于Gd3+的竞争吸收和独立发射所致.从Ce3+的荧光寿命变化可知,Ce3+对Gd3+的能量传递较弱,而Ce3+对Tb3+则很有效.     

NaZnLa(PO_4)_2中Ce~(3+)和Tb~(3+)的发光

采用高温固相反应合成了NaZnLa(PO4 ) 2 中掺杂Ce3 +、Tb3+的荧光体 ,对其晶体结构、发光行为进行了研究 ,并尝试对NaZnLa(PO4 ) 2 ∶Ce ,Tb荧光体进行调制。NaZnLa(PO4 ) 2 是LaPO4 的同构物 ,为单斜晶系独居石结构 ,从XRD谱数据得到NaZnLa(PO4 ) 2 基质的晶胞参数为a =0 6 82 3nm ,b =0 70 45nm ,c =0 6 497nm ,β =10 3 9° ,V =0 30 3nm3,其晶胞参数与单斜LaPO4 的晶胞参数相似。在NaZnLa(PO4 ) 2 ∶Ce ,Tb荧光体中 ,Ce3 +对Tb3+有良好的敏化作用 ,掺杂适量的BO3 -3 、Al3 +、Dy3 +,可以增强发光亮度     

Ce3+离子激活的(氟)磷酸盐基质发光材料的光谱特性

利用高温固相反应方法合成了Ce3+离子激活的氟磷酸盐基质发光材料NNa2Gd0.99Ce0.001PO4F2和多磷酸盐基质发光材料MGd0.99Ce0.01(P03)4(M=Na,K,Cs).通过光谱研究发现,在Na:Gd0 99ce-tP0.F:的真空紫外-紫外(VUV-UV)激发光谱上,可以看到Ce3+离子中心波长...     

SrIn2O4:Sm3+红色荧光粉的发光特性

采用燃烧法合成了SrIn2O4:Sm3+红色荧光粉并研究了其发光性质.发射光谱由位于红橙区的3个主要荧光发射峰组成,峰值分别为568,606,660 nm,对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2和4G5/2→6H9/2特征跃迁发射,其中606 nm的发射最强.激发光谱包括峰值位于323,413 n...     

基于合作能量传递的Sm~(2+)离子上转换发光

报道了Sm~(2+)离子的上转换发光。在实验上证明了变价镧系离子同样可以作为上转换材料的发光中心。在近红外光的激发下,复合Ba FCl_(0.5)Br_(0.5)∶1%Sm~(2+)-Ca F_2∶1%Yb~(3+)化合物发出红色上转换发光。上转换发射光谱中位于631,644,665,689,704,729 nm的特征发射分别来自于样品中Sm~(2+)的~5D_i(i=0,1)→~7F_j(j=0,1,2)特征跃迁。根据动力学分析及光子数拟合的结果,我们将二价Sm离子的上转换过程归因于合作能量传递,即:两个同时被激发的Yb~(3+)离子合作将能量传递给一个Sm~(2+)离子。     

Gd3+→Tb3+的双光子敏化发光现象

本文首次报导了Tb0.7Gd0.3P5O14非晶在DCM染料激光的激发下,Gd3+→Tb3+的双光子敏化发光现象.在考虑了Judd-Pooler的自旋轨道相互作用三级微扰项之后,较好地解释了实验结果与Axe的二级双光子吸收理论的偏差.     

氧对LaOX：Ce3+和MFX：Ce3+体系猝灭作用的光谱研究

本文首次报道了LaOX:Ce3+和MFX:Ce3+(X=Cl-,Br-;M=Ba2+,Sr2+系列的光声光谱特性,并通过与荧光光谱的对照研究,讨论了氧对Ce3+在MFX和MF2(M=Ba2+,Sr2+基质中发光的猝灭作用.发现样品的发光随灼烧时间的加长而减弱,光声信号却依次增强,表明空气中氧对Ce3+发光的猝灭表现在其无辐射跃迁几率增加.同时发现由于非氟卤素的引入,便得MFX:Ce3+比MF2:Ce3+的抗淬灭性增强.文中着重研究了Ce3+在MFX基质中的发光,结果表明,在无氧合成条件下,MFX:Ce3+中Ce3+以发光中心Ⅱ(420nm附近)为主.     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃的发光性能

采用高温熔融法制备Ce~(3+)或Tb~(3+)单掺和Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。通过透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线等手段对其发光性能进行研究。实验结果表明:在紫外光的激发下,Tb~(3+)掺杂闪烁玻璃发出明亮的绿光(544 nm),而Ce~(3+)掺杂闪烁玻璃发出蓝紫光。对于Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃,在紫外光和X射线激发下均观察到Ce~(3+)离子敏化Tb~(3+)离子发光的现象,这是由于存在Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量转移。Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃的最佳Ce2O3掺杂摩尔分数为0.2%,此时Ce~(3+)离子向Tb~(3+)离子的能量传递效率为45.7%。在X射线激发下,Ce_2O_3摩尔分数为0.2%的Ce~(3+)/Tb~(3+)共掺闪烁玻璃在544 nm处的发光强度是Bi_4Ge_3O_(12)(BGO)闪烁晶体在500 nm处发光强度的4.2倍,积分闪烁效率达到BGO晶体的55.6%,这有利于在高分辨率医学成像中降低辐射剂量。     

Cr~(3+)离子在Na_2MgAlF_7中的发光

实验考查了Cr~(3+)离子在Na_2MgAlF_7多晶粉末中的发光特性。~4T_2能级的发光复盖近红外的700nm至1050nm的宽阔谱域。77K时,荧光寿命为310μs,荧光衰减曲线稍偏离单指数式。在200K以上发生较严重的温度猝灭。荧光谱表现出一些结构,对此做了讨论。