微量元素掺杂对LED用红色荧光粉(Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+长期性能的影响

(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉在热性能和长期使用性能等方面还有一定差距,导致制成的白光LED在长期工作状态下发生光衰和色标漂移,影响了白光LED的品质。为解决这一问题,将微量碱土金属离子和稀土金属离子掺入(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺中,研究其对(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉热性能和长期使用性能的影响。实验结果表明:Li⁺-Dy³⁺、Li⁺-Ho³⁺等碱土金属-稀土金属离子对(Sr,Ca)AlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉的光衰性能有较明显的提升,同时也显著减小了制灯后长时点亮的色漂移。     

Eu3+掺杂Gd2W2O9和Gd2（WO4）3纳米荧光粉发光性质研究

采用共沉淀法制备了不同Eu3+掺杂浓度的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料.通过对纳米材料样品的X射线衍射谱(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)照片的观察和分析,对样品的结构和形貌进行了表征.测量了各样品的发射光谱、激发光谱,计算了各样品的部分J-O参数和Eu3+5D0能级量子效率,绘制了不同基质中Eu3+发光的浓度猝灭曲线,对Eu3+掺杂的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料的光致发光性质进行了研究.实验结果证明,与较常见的Gd2(WO4)3:Eu一样,Gd2W2O9:Eu中Eu3+5D0→7F2跃迁的红色发光也能被395nm和465nm激发光有效激发,具有近紫外(蓝光)相对激发效率高,猝灭浓度大的优点,有潜力成为高效的近紫外(蓝光)激发白光LED用红色荧光粉材料.     

Ca0.88TiO3：0.12Eu3+红色荧光粉的结构与发光性能

采用固相反应法制备Ca_0.88TiO₃：0.12Eu³⁺（CTE）红色荧光粉,研究了CTE荧光粉的结构与发光性能。XRD结果表明,不同退火温度下的CTE荧光粉皆为钙钛矿结构,其晶粒尺寸随退火温度的升高而增大,1 300℃退火时晶相最佳,与SEM观察的结果相一致。CTE荧光粉的激发光谱由350~500 nm范围内的一系列窄带吸收峰组成,其中的最强峰位于398 nm 附近;发射谱主要包含595 nm和616 nm两个峰,属于Eu³⁺离子跃迁发光。616 nm发射峰明显强于595 nm发射峰,说明Eu³⁺是处在无反演对称中心的格位。CTE 荧光粉的发光随着退火温度的升高而增强,1 300℃时达到最大值,这可归因于其结晶状况的改善。另外,CTE荧光粉还具有色纯度高与热稳定性好等优点,这些将使CTE成为一种潜在的用于近紫外激发的白光LED红色荧光粉材料。     

共沉淀法制备暖白光LED用Na2TiF6:Mn4+红色荧光粉及其发光性能研究

采用简便的共沉淀法制备了不同Mn⁴⁺ 掺杂摩尔分数的Na₂TiF₆:Mn⁴⁺ 红色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、红外光谱仪、荧光光谱仪对荧光粉的结构、形貌、傅立叶红外光谱、激发和发射光谱及荧光寿命曲线进行了表征。结果表明,Mn⁴⁺的掺杂没有改变Na₂TiF₆的晶格结构,样品具有六方结构。Mn⁴⁺最佳掺杂摩尔分数为4.77%,量子效率为74%。在460 nm激发下,最强窄带发射峰位于628 nm处(²E_g-⁴A₂),色坐标为(0.681,0.317)。²E_g能级的荧光寿命曲线遵循双指数衰减,其荧光寿命值为3.148 ms。     

CaMoO4：Eu3+,Bi3+,Li+红色荧光粉的共沉淀制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺及Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25-2x³⁺, Bi_x³⁺,Li_0.25+x⁺,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱,扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)测定分析了其结构形貌特征及发光性能。结果表明：制备的CaMoO₄：Eu³⁺,Bi³⁺,Li⁺红色荧光粉为白钨矿结构,颗粒尺寸约为0.5~1 μm。掺杂Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺的相对发光强度明显高于未掺Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺荧光粉。Bi³⁺离子的掺杂将吸收来的能量传递给激活离子Eu³⁺,起到了能量传递的作用。当Bi³⁺掺杂量为x=0.005时,在395 nm激发下,主发射峰在616 nm处的相对发光强度最大,但掺杂浓度过高时会出现浓度猝灭现象。另外,电荷补偿剂的掺入能够解决材料中因同晶取代引起的电荷不平衡的问题,以Li⁺作电荷补偿剂、Eu³⁺和 Bi³⁺共掺合成的Ca_0.5MoO₄：Eu³⁺_0.23,Bi_0.01³⁺,Li⁺_0.26红色荧光粉的发光性能强于Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25³⁺, Li_0.25⁺及Ca_0.75MoO₄：Eu_0.24³⁺,Bi_0.01³⁺。     

MgO对Sr2SiO4:Eu2+荧光粉发光性质的影响

通过在Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光粉中加入MgO,提高了Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光粉的蓝光和黄光发射带的发射强度,研究了MgO浓度对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光粉发光强度的影响。当Mg与Si的量比在1.0附近时,荧光粉的亮度较高,且发光颜色为白色。通过调节Sr₂SiO₄:yEu²⁺ ,MgO荧光粉中Eu²⁺的掺杂浓度,可以调节荧光粉的发光颜色。用Sr₂SiO₄:Eu²⁺ ,MgO和400 nm的InGaN管芯制备的白光LED,色坐标优于α'-Sr₂SiO₄:Eu²⁺和β-Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光粉制成的白光LED,显色指数和流明效率高于β-Sr₂SiO₄:Eu²⁺和α'-Sr₂SiO₄:Eu²⁺制成的白光LED。     

白光发光二级管用红色荧光粉LiSrBO3: Eu3+的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备了LiSrBO₃:xEu³⁺ 荧光粉, 并通过XRD, 红外(FITR) 和荧光光谱(PL) 等对其表征. 结果表明, LiSrBO₃: Eu³⁺ 荧光粉可被波长为395 nm 的紫外线和466 nm 的蓝光有效激发, 且发射主波长为612 nm (Eu³⁺的电偶极跃迁⁵D₀ →⁷F₂) 的红光. 研究了Eu³⁺ 掺杂浓度对LiSrBO₃: Eu³⁺ 材料发光强度的影响, Eu³⁺ 掺杂浓度为6% 时样品的发射强度最大, 并且证实Eu³⁺ 之间的能量传递机制为电偶极子- 电偶极子相互作用. Li⁺, Na⁺, K⁺ 作为电荷补偿剂的引入全部导致LiSrBO₃: Eu³⁺ 材料发射强度增强, 其中, Li⁺ 的引入要优于Na⁺ 和K⁺. 少量Al³⁺的掺杂降低了Eu³⁺ 所处格位的对称性, 增强了Eu³⁺ 的612 nm 的电偶极发射, 改善了LiSrBO₃: Eu³⁺ 红色材料的色纯度. 关键词： 白光发光二级管 光致发光 浓度猝灭 电荷补偿剂     

Eu2+掺杂浓度对Ca2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉发光特性的影响

采用化学共沉淀法制备了Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉.用X射线衍射仪、荧光分光光度计及光色综合测试系统对Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉的相结构、发光性能进行了测试.结果表明:其激发光谱分布在300–480 nm波长范围,谱峰位于389,430 nm处,可以被InGaN管芯产生的360–480 nm辐射有效激发;在波长为430 nm蓝光激发下,其发射光谱谱峰位于531 nm处.Ca_2-xMgSi₂O₇:xEu²⁺绿色荧光粉的发光强度随Eu²⁺掺杂量的增加而增强,当Eu²⁺掺杂量x为0.04时,发光强度达到最大值,而后开始降低,发生浓度猝灭.根据Dexter能量共振理论,浓度猝灭是由电偶极-电偶极相互作用引起的. 关键词： 2MgSi₂O₇∶Eu²⁺')" href="#">Ca₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺ 绿色荧光粉 发光特性 白光发光二极管     

绿色荧光粉NaCaPO4：Tb3+的制备与发光特性

采用高温固相法合成了适用于UVLED芯片激发的NaCaPO₄:Tb³⁺绿色荧光粉并对其发光性质进行了研究。该荧光粉的发射峰位于418,440,492,545,586,622nm,分别对应Tb³⁺的⁵D₃→⁷F₅、⁵D₃→⁷F₄、⁵D₄→⁷F₆、⁵D₄→⁷F₅、⁵D₄→⁷F₄、⁵D₄→⁷F₃能级跃迁。其中位于492,545nm的发射峰最强,样品发射很好的绿光。主要激发峰位于380~400nm之间,属于4f→4f电子跃迁吸收,与UVLED芯片的发射相匹配。考察了Tb³⁺掺杂浓度和Li⁺,Na⁺和K⁺作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响:Tb³⁺的最佳掺杂浓度为10%,以Li⁺的补偿效果最好。NaCaPO₄:Tb³⁺是一种适用于白光LED的绿色荧光材料。     

M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Gd,Lu)红色荧光粉发光性质的研究

用高温固相反应法合成了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba,Ln=La,Lu,Gd)荧光粉,研究了荧光粉的发光性质。在紫外光和近紫外光激发下,样品的发射光谱由Eu~(3+)的5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)特征发射组成。其中Eu3+离子位于590 nm附近的5D0→7F1和位于620 nm附近的5D0→7F2跃迁发射的强度最强。荧光粉的激发光谱都是由O~(2-)-Eu~(3+)电荷迁移带和Eu~(3+)的f-f跃迁构成的。M_2Eu_xLa_(1-x)AlO_5(M=Ca,Sr,Ba)的O2--Eu~(3+)的电荷迁移带的峰位按Ca、Sr、Ba顺序向长波方向移动。研究了用La、Gd和Lu替代M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5中Ln的位置对样品发光的影响。给出了Eu~(3+)浓度对发光强度的影响。分析了M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5和M_2Eu_xLn_(1-x)AlO_5的荧光寿命。     

红色荧光粉MMoO4:Eu3+ (M=Ca,Sr,Ba)的水热合成及光谱性质

采用水热合成法制备了红色荧光粉MMoO4:Eu3+ (M=Ca,Sr,Ba),用XRD、SEM、荧光激发和发射光谱对其物相、形貌以及发光性能进行表征和研究.结果表明,在800℃时可得到MMoO4(M=Ca,Sr,Ba)物相结构,荧光粉粒径小且粒度分布均匀.分别以395 nm的近紫外光和465 nm的蓝光激发样品,MMoO4:Eu3+(M=Ca,Sr,Ba)荧光粉发红光,对应于Eu3+的4f-4f跃迁,其中以616nm发光最强.荧光粉在395nm和465nm的吸收分别与紫外光和蓝光LED芯片的发射相匹配.     

Luminescent properties of Eu3+ and Sm3+ activated M2SiO4 (M=Ba,Sr and Ca) red-emitting phosphors for WLEDs

Eu³⁺ and Sm³⁺ activated M₂SiO₄ (M=Ba, Sr and Ca) red-emitting phosphors were synthesized by a solid state reaction. The results of XRD and SEM measurements show that the samples are single phase and have irregular shape. The excitation and emission spectra indicate that these phosphors were effectively excited by ultraviolet (395 nm) and blue (466 nm) light and exhibited red performance. The charge compensator R⁺ (R⁺=Li⁺, Na⁺ and K⁺) injecting into the host efficiently enhanced the luminescence intensity of the M₂SiO₄: Eu³⁺ and M₂SiO₄: Sm³⁺ phosphors. The emission intensity of M₂SiO₄: Eu³⁺ and Sm³⁺ doping Li⁺ were higher than that of Na⁺ or K⁺.     

M2CeO4(M=Ca,Sr,Ba)的结构与发光特性

SSr2CeO4是一种新型的一维结构发光材料，其特殊的结构对其发光特性有决定性的作用。Sr2CeO4体系中可以顺利地进行能量传递，产生较强电荷迁移发光。合成了M2CeO4(M=Ca,Sr,Ba），发现与Sr2CeO4具有类似结构的Ba2CeO4也可以发光，而结构完全发生了变化的Ca2CeO4则不发光。     

Eu~(3+)掺杂的Na_2YMg_2(VO_4)_3荧光粉制备和发光特性

采用溶胶-凝胶法制备了Na2Y1-xMg2(VO4)3∶x Eu~(3+)(x=0.15~0.75)系列自激活荧光粉。用XRD、SEM、光致发光光谱和荧光衰减曲线分别对其结构、形貌和发光性能进行表征。XRD结果显示样品为纯石榴石结构,其中Eu~(3+)取代Y~(3+);SEM照片显示样品为粒径大小在0.3~1μm范围内不规则的光滑球状颗粒;光谱分析表明,Na2YMg2(VO4)3作为自激活发光基质可以被200~400 nm紫外光有效激发,发出源于VO_4~(3-)电荷迁移跃迁的波长范围为400~700 nm的宽谱带绿光。掺杂Eu~(3+)后,在340 nm紫外光激发下同时出现了VO_4~(3-)的电荷迁移带和Eu~(3+)的特征光谱。不同浓度Eu~(3+)掺杂的光谱和荧光衰减曲线表明,存在VO_4~(3-)和Eu~(3+)之间的能量传递。     

M3La(BO3)3(M=Ca,Sr,Ba)基质中Eu3+的光致发光

研究了M3La(BO3)3(M=Ca,Sr,Ba)基质中Eu3+的激发光谱和发射光谱.结果表明,最强激发峰均为394nm,并均有λ<300nm的较强电荷迁移带;按Ca-Sr-Ba的顺序,各发射峰峰值逐渐红移;Eu3+的最佳发射浓度分别为xEu3+=0.10、0.09、0.20;Eu3+的5D0→7F2跃迁发射的浓度猝灭机理分别为电偶极-四极、电偶极-偶极和电偶极-偶极相互作用.     

MCe03:Eu3+(M=Sr,Ba)的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu3 掺杂的MCeO3(M=Sr,Ba)发光粉末样品,采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究.X射线衍射结果显示,Eu3 离子容易替代MCeO3品格中M2 离子的位置.荧光光谱测试结果表明,Eu3 掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带,峰值分别位于311和320 nm左右,它们属于Ce4 -O2-的电荷迁移带,SrCeO3和BaCeO3基质与Eu3 离子之间存在着能量转移.在MCeO3:Eu3 样品中,Eu3 的发射主要来自于5D0激发态能级,其中以磁偶极跃迁D0-7F1发射强度为最大;此外样品中还存在着较高的5D1激发态能级的辐射跃迁.SrCeO3:Eu3 样品的发射强度远大于BaCeO3:Eu3 样品.     

MCeO3：Eu^3＋（M=Sr，Ba）的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu^3＋掺杂的MCeO3（M=Sr，Ba）发光粉末样品，采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示，Eu^3＋离子容易替代MCeO3晶格中M^2＋离子的位置。荧光光谱测试结果表明，Eu^3＋掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带，峰值分别位于311和320nm左右，它们属于Ce^4＋-O^2-的电荷迁移带，SrCeO3和BaCeO3基质与Eu^3＋离子之间存在着能量转移。在MCeO3：Eu^3＋样品中，Eu^3＋的发射主要来自于^5D0激发态能级，其中以磁偶极跃迁^5D0-^7F1发射强度为最大；此外样品中还存在着较高的^5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCe03：EU^3＋样品的发射强度远大于BaCeO3：EU^3＋样品。     

LiMBO3 : Dy3+材料的发光特性

采用固相法制备了LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料,并研究了材料的发光特性。LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料的发射光谱均呈多峰发射,对应于Ca,Sr,Ba,其主发射峰分别是Dy³⁺的⁴F_9/2→⁶H_15/2(484,486,486 nm),⁶H_13/2(577,578,578 nm)和⁶H_11/2(668,668,666 nm)跃迁。监测黄色发射峰时,所得激发光 谱峰值位置相同,主激发峰分别为331,368, 397,433,462,478 nm,对应Dy³⁺的⁶H_15/2→ ⁴D_7/2,⁶P_7/2,⁶M_21/2,⁴G_11/2,⁴I_15/2和⁶F_9/2跃迁。研究了敏化剂Ce³⁺及电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺对LiM(M=Ca, Sr, Ba)BO₃ : Dy³⁺材料发光强度的影响。结果显示:加入敏化剂Ce³⁺提高了材料的发光强度,发光强度最大处对应的Ce³⁺浓度为3%;加入电荷补偿剂Li⁺、Na⁺和K⁺后,材料的发光强度也得到了明显提高,但发光强度最大处对应的Li⁺、Na⁺和K⁺浓度不同,依次为4%、4%和3%。     

N^＋（N=Li,Na,K）对发光材料M3（M=Ca,Sr,Ba）Y2（BO3）4：Eu^3＋光谱的影响

采用高温固相反应方法在空气中制备了M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 红色发光材料,测量结果显示,材料的主发射峰均位于613 nm处,监测613 nm发射峰时,所得材料的激发光谱相同。研究了Li ,Na 和K 对M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料激发与发射光谱的影响,结果显示,加入Li ,Na 和K 后,M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料的激发与发射光谱的峰值位置并不发生变化,但材料的激发与发射光谱的峰值强度均得到了不同程度的增强。在Li ,Na 和K 掺入浓度相同的条件下,研究发现,与加入Na 和K 时相比,加入Li 时,M3(M=Ca,Sr,Ba)Y2(BO3)4∶Eu3 材料的激发与发射光谱的峰值增强效果最明显。进而研究了Sr3Y2(BO3)4∶Eu3 材料发射峰强度随Li 掺杂浓度的变化情况,结果表明,随着Li 掺杂浓度的增大,Sr3Y2(BO3)4∶Eu3 材料发射峰强度先增大后减小,在Li 浓度为5 mol%时到达峰值,约为未掺杂时的两倍。