微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)中激活剂的浓度猝灭研究

采用微波等离子体法合成SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光材料,通过对掺杂不同激活剂浓度的产物的光谱性能、余辉性能、相组成结构的分析以及晶胞常数的计算,探讨了微波等离子体法合成srAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)时,激活剂Eu~(2+)的浓度猝灭特性.XRD测试结果表明,Eu~(2+)离子的掺入对基质晶格畸变影响很小;光谱和余辉性能测试表明Eu~(2+)的掺杂浓度对产物的瞬时发光强度影响较大,相对而言对余辉性能的影响程度不大.产物的发光性能随Eu~(2+)摩尔浓度的增大呈现先增强后减弱的趋势,发光中心Eu~(2+)离子的猝灭浓度为4%.结合EDX结果说明,与高温固相法以及其他一些方法相比,采用微波等离子体合成技术可在一定程度上提高Eu~(2+)离子的临界猝灭浓度,从而为进一步提高长余辉发光材料的发光性能提供了可能.     

蓄光发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+及其常温磷光光谱分析

组成为SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)的稀土铝酸锶系蓄光发光材料(也称为超长余辉发光材料)是目前已开始广泛应用的第三代产品。该材料基质中的二价稀土铕离子Eu~(2+)作为发光中心,能够吸收波长为480nm以下的可见光和紫外光,发出波长为520nm的     

沉淀法合成蓝色长余辉发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)

采用沉淀法制备了高亮度的长余辉发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+).通过XRD、荧光光谱和热释光谱对其进行表征.XRD测试表明所制备的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+),四方晶.荧光光谱测试表明,λ_(em)=467 nm作为监控波长,在275～450 nm之间有宽的激发光谱,峰值位于399 nm.用λ=399 nm激发样品,其发射光谱为一宽带,峰值位于467 nm.1050℃煅烧前躯体所制备的Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)发光性能最好.热释光谱峰值位于357 K,适合长余辉现象的产生.对Sr_2MgSi_2O_7:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光机理进行了讨论.     

燃烧法合成Sr_2Al_3O_6:Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料的物相组成研究

提出采用燃烧法合成Sr_3Al_2O_6:Eu~(2+),Dy~(3+)红色长余辉发光材料,旨在通过工艺优化合成出单相的铝酸锶基质,为制备发光性能良好的红色发光材料打下基础。通过对样品进行XRD衍射分析,分别探讨了燃烧温度、尿素添加量以及二次还原工序的引入对样品的物相组成的影响。结果表明:仅调节燃烧温度和尿素添加量不能得到单相Sr_3Al_2O_6基质,产物中往往存在SrAl_2O_4,Sr_4Al_2O_7等杂质相,然而当尿素添加量增加时,虽导致产生大量SrCO_3,但同时也抑制了很难排除的杂质相SrAl_2O_4,Sr_4Al_2O_7的生成。如将该样品在1200℃下还原煅烧则可使SrCO_3分解继而反应生成目标产物Sr_3Al_2O_6,由此获得接近纯相的Sr_3Al_2O_6基质。最终确定较优化的工艺条件为:燃烧温度为850℃,尿素添加量为硝酸盐的2倍,燃烧后在1200℃下进行二次还原煅烧。     

SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料发光性能与温度依赖研究

对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料在100～500 K温度之间的发光性能进行研究.实验结果表明,材料的荧光及余辉强度在特定温度区间内呈线性变化,在热释峰所在温度范围具有较好的发光性能.其变化规律表明SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉材料内部陷阱中电子的释放包括瞬时释放和延时释放两种类型,其中电子瞬时释放进而跃迁发光是荧光的组成部分,延时释放产生的跃迁则导致余辉发光.陷阱和电子的复合与陷阱中电子释放过程均随温度升高而增强,但温度过高时会发生热猝灭.材料荧光强度与余辉强度在特定温度区间内随温度呈线性变化关系表明其可以作为一种光纤温度传感材料.     

Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。     

LaMsb2O7：R^3＋（M=Li,Na,K;R=Eu,Dy,Bi）的合成,组成,结构及发光性能

研究了激活离子Eu~(3 ),Dy~(3 )和Bi~(3 )在具有相同结构的LaMSb_2O_7(M=Li,Na,K)中的发光特性,得到了发白光的磷光体LaNaSb_2O_7:Dy~(3 )。讨论了化学键的共价程度对Eu~(3 )和Dy~(3 )超灵敏跃迁强度比的影响。发现当用281nm激发试样时,Bi~(3 )对Eu~(3 )具有敏化作用并解释了其原因。     

Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射性能

采用高温固相烧结法制备了系列Dy单掺杂、Eu,Dy共掺杂和Sr,Eu,Dy共掺杂的Y_2O_3纳米荧光粉.借助X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了样品的晶体结构和形貌,优化了工艺过程和参数.系统测试了稀土掺杂Y_2O_3荧光粉的激发光谱和发射光谱.在330 nm光激发下,研究了Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射特性,并通过调节Eu,Dy掺杂浓度,获得了CIE为(0.32,0.33)和色温为6100 K的强白光发射.进一步讨论了Sr~(2+)离子对Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉白光特性的影响.结果表明,Sr~(2+)的掺入可明显改善Y_2O_3∶Eu~(3+),Dy~(3+)纳米荧光粉的白光发射.     

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu~(2+),Nd~(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

共掺La3+对Sr2SnO4∶Sm3+的余辉增强

研究了以La3+离子为辅助激活剂,对Sm3+掺杂的发光材料Sr2SnO4:Sm3+余辉性能的影响。采用传统的高温固相法合成Sr2SnO4∶Sm3+,La3+红色长余辉发光材料。利用X射线粉末衍射仪、荧光光谱仪、热释光剂量仪等手段对粉末样品进行了表征。分析结果表明,在1400℃得到了单相Sr2SnO4,Sr2SnO4∶Sm3+,La3+发光粉末有563、599和646 nm 3个发射峰,与Sm3+单掺杂的Sr2SnO4∶Sm3+相比,其光谱发射峰位没有明显变化。余辉亮度衰减曲线表明适量的La3+掺杂可以延长Sr2SnO4∶Sm3+的余辉时间。通过对热释光谱的分析,解释了双掺杂发光粉余辉性能增强的原因,La3+掺杂增加了更多适宜深度的陷阱(VSr″),可以有效存储光能,增强余辉的时间和强度。     

新型长余辉发光材料SrMgSi2O6:Eu2+,Ln3+的制备及性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土离子掺杂的Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Ln0.043+(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Dy)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:掺杂了不同稀土离子的SrMgSi2O6:Eu2+,La3+的晶体结构均为网方品系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于400 nm处,次激发峰佗于415 nm处,发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470 nm附近,是典型的Eu2+的4F5d_4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度及余辉性质有所差别,其中Dy3+是最理想的共掺杂稀土离子,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+Dy0.043+的余辉时间最长,可达4 h;而Sm3+最差,Sr0.94MgSi2O6:Eu0.022+,Sm0.043+的余辉亮度最低,余辉时间最短.     

Lu_2O_3:Dy和Lu_2O_2S:Dy荧光粉体的合成与发光特性

以NH_4HCO_3为沉淀剂,采用简易的化学共沉淀法合成了非晶态前驱沉淀物,前驱体在空气中煅烧获得了立方Lu_2O_3:Dy氧化物荧光粉,再在还原性气氛下对该氧化物进行硫化处理获得了六方Lu_2O_2S:Dy硫氧化物荧光粉。Lu_2O_3:Dy和Lu_2O_2S:Dy荧光粉分别为纳米级类球状和无规则二维板片状。光谱分析结果表明,Lu_2O_3:Dy荧光粉呈黄绿光的发射,这源自Dy~(3+)离子4f~9电子组态内~4F_(9/2)→~6H_(15/2),~6H_(13/2)的电子跃迁,其CIE颜色坐标为(0.34,0.46);Lu_2O_2S:Dy荧光粉则呈现出强烈的蓝、绿、黄及红光发射,分别来源于Dy~(3+)离子的~4F_(9/2)→~6H_(15/2),~6H_(13/2),~6H_(11/2)及~4G_(11/2)→~6H_(13/2)电子跃迁,其1931CIE颜色坐标为(0.40,0.43)。在Lu_2O_3和Lu_2O_2S晶格中Dy~(3+)离子的最佳掺杂浓度分别为0.05%和1.0%(原子分数),这两个体系的荧光猝灭均是由于Dy~(3+)→Dy~(3+)之间能量互递作用导致的。相比于Lu_2O_3:Dy氧化物荧光粉,Lu_2O_2S:Dy硫氧化物荧光粉有更高的发射及激发强度、更大的外量子效率和更短的荧光寿命。     

Dy3+，Eu3+共掺的LiGd(MoO4)2单一相荧光粉的合成、发光及能量传递

采用溶胶-凝胶法制备了LiGd(MoO_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光光谱仪等对所得样品的结构、形貌和发光性能进行了表征,并研究了其能量传递机理。结果表明:白钨矿结构的Li Gd(Mo O_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)荧光粉的形貌为不规则颗粒,其粒径为1.8μm。在354 nm近紫外光激发下,该荧光粉显示出Dy~(3+)的特征黄、蓝光发射和Eu~(3+)的特征红光发射。计算Dy~(3+)和Eu~(3+)的临界距离为1.383 nm,Dy~(3+)→Eu~(3+)之间能量传递机理为偶极-四极相互作用。通过调节Dy~(3+)、Eu~(3+)的掺杂浓度,荧光粉可实现暖白光发射。此外,详细研究了稀土离子(Dy~(3+),Eu~(3+))的掺杂浓度与荧光粉的色温值之间的关系。     

纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料的制备与性能

采用水热-均匀共沉淀法制备了纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料.通过XRD、TEM、荧光光谱、热释光谱对其结构和性能进行分析.XRD结果表明所制备的SrAl2O4:Eu2+Dy3+纳米发光材料为单相,属单斜晶系.TEM测试表明纳米SrAl2O4:Eu2+,Dy3+发光材料为规则的球状粒子,粒径为50～80 nm,且分散性良好.激发和发射光谱测试表明,样品的激发光谱是峰值在356 nm 的连续宽带谱,发射光谱是峰值位于512 nm的宽带谱,与SrAl2O4:Eu2+,Dy3+粗晶材料相比,激发和发射光谱都出现了"蓝移"现象.样品的热释光峰值位于358 K,适合于产生长余辉.     

蓝色长余辉材料CaAl2O4:Eu2+,Nd3+的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)Al2O4:Eu2+x,Nd3+y(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.00125和y=0.0025,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaAl4:Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1000min,初始亮度大于1200mcd/m2,60min后发光粉的亮度仍然在10mcd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaAl2O4:Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.     

Yb3+共掺杂对Zn2GeO4:Mn2+绿色长余辉发光性能增强研究

利用高温固相法合成了Zn2GeO4:Mn2+以及Zn2GeO4:Mn2+,Yb3+绿色发射长余辉发光材料,对样品进行了X射线衍射分析、荧光光谱分析、色坐标、热释发光以及发光寿命测量.分析结果表明,在1050℃下烧结3h的Zn2CeO4为单相产物,所得Zn2GeO4:Mn2+发光材料具有良好的发光性能,在紫外灯激发下发出最强发射位于528 nm的宽带发射并具有优良的长余辉发光特性,其色坐标值分别为x=0.145,y=0.773.Yb3+共掺杂对其长余辉发光性能提高明显.余辉发光在暗场环境下肉眼可观察的持续时间超过2h.通过热释光谱对陷阱进行了分析.对Yb3+共掺杂的长余辉发光增强机理进行了讨论.     

SrAl2O4∶Eu2+，Dy3+长余辉材料发光性能与温度依赖研究

对SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉材料在100~500 K温度之间的发光性能进行研究。实验结果表明,材料的荧光及余辉强度在特定温度区间内呈线性变化,在热释峰所在温度范围具有较好的发光性能。其变化规律表明SrAl₂O₄∶Eu²⁺,Dy³⁺长余辉材料内部陷阱中电子的释放包括瞬时释放和延时释放两种类型,其中电子瞬时释放进而跃迁发光是荧光的组成部分,延时释放产生的跃迁则导致余辉发光。陷阱和电子的复合与陷阱中电子释放过程均随温度升高而增强,但温度过高时会发生热猝灭。材料荧光强度与余辉强度在特定温度区间内随温度呈线性变化关系表明其可以作为一种光纤温度传感材料。     

Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉的制备、结构与荧光性质研究

采用高温固相法合成了具有高热稳定性的Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)红色荧光粉。通过X射线衍射和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了系统地表征,结果表明成功地合成了Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)荧光粉。在394 nm激发下,样品发出很强的红光,该发射来自于Eu~(3+)的5D~0→~7F_J(J=1, 2, 3, 4)。通过变温光谱分析了样品在303～563 K温度范围的热稳定性。随着温度的升高, Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品的发光先增强后减弱,在483 K时的发光最强为室温时的1.5倍。将Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:0.3Eu~(3+)样品与蓝色荧光粉BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)和绿色荧光粉BaSiO_4:Eu~(2+)以及近紫外LED芯片(395 nm)进行封装,在不同电流激发下(20～140 mA),均获得了显色指数高于92,色温低于4000 K的暖白光。以上结果表明Ca_2Y_8(SiO_4)_6O_2:Eu~(3+)在白光LED领域具有非常好的潜在应用。     

多晶β″-Al_2O_3:Eu~(2+)的发光光谱

用离子交换法制备了碱金属M~+(M~+=Li~+、Na~+、K~+)或碱土金属M~(2+)(M=Ca~(2+))与稀土离子Eu~(2+)混合的β″-Al_2O_3片状陶瓷。性能测定表明,它们为在中温区具有Eu~(2+)快离子导电性;在紫外光激发下,发射较强绿光的多功能材料。光谱分析表明,在β″-Al_2O_3中Eu~(2+)可以占据两种位置形成两种发光中心EuⅠ和EuⅡ,其形成情况由M~+、M~(2+)与Eu~(2+)的特性共同决定,还与离子交换是否平衡有关。Eu~(2+)的最大发射波长受M~+或M~(2+)的电负性以及β″-Al_2O_3中间层的厚度影响。     

Eu~(3+)在RE_2O_3·0.95P_2O_5·0.1SiO_2(RE=La,Gd)中的发光

研究了Eu~(3+)在RE_2O_3·0.95P_2O_5·0.1SiO_2(RE=La,Gd)基质中的发光。它们的激发光谱包括Eu~(3+)的CTS和f—f跃迁引起的吸收,于254nm附近有强的吸收。另外Gd基质试样在274nm处有一锐线吸收,是由Gd~(3+)的~8S→~6I跃迁产生的,表明Gd~(3+)可以把吸收的274nm波长的能量传递给Eu~(3+)。发射光谱只包括~5D_0→~7F_(0,1,2,3,4)跃迁的窄带谱。讨论了Eu~(3+)在La-Gd基质二元体系中的发光。随着Gd~(3+)含量的变化,可引起发射峰相对强度、CTS能量和发光亮度的连续变化。同时本文对Gd基质中Bi~(3+)通过Gd~(3+)的中间作用向Eu~(3+)传递能量进行了初步讨论。