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     

Li+掺杂浓度对Y2O3：Eu3+发光影响的理论

在团簇近似的基础上,利用分子动力学和密度泛函计算相结合的手段,在Y₂O₃:Eu³⁺中研究了随Li⁺掺杂浓度的变化,缺陷形成情况以及C₂位处Y-O键长的变化对电子态密度的影响.结果表明,随着Li⁺掺杂浓度的增加,与C₂格位相关团簇的Y-O键平均键长出现了增加-减小-增加的变化趋势,这可能是引起此类材料发光强度随Li⁺浓度出现类似变化的原因.     

长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(0.2%),Dy³⁺(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu²⁺:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy³⁺:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu²⁺的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu³⁺的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu²⁺充当空穴陷阱的可能性。     

Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Eu3+发光性能及颜色调控

采用静电纺丝法在不同气氛下制备了Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Eu³⁺纤维,研究其晶体结构和形貌;将纤维与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合后获得Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,Eu³⁺-PDMS复合材料,研究其光致发光和应力发光性能。研究结果显示,氮气、空气下制备样品的XPS图谱同时出现Eu²⁺和Eu³⁺结合能特征峰;在360 nm和395 nm激发下复合材料的光致发光光谱中,不但有Eu²⁺位于469 nm处的蓝色宽带发射,还包含Eu³⁺位于615 nm的多个红色窄带发射。因为Eu³⁺在电荷补偿下还原成Eu²⁺并在刚性结构保护下不被氧化,证实了Eu³⁺在Sr₂MgSi₂O     

草酸沉淀法制备细颗粒红色荧光粉Y2O3：Eu3+的发光特性

对草酸作为沉淀剂制备的细颗粒红色荧光粉Y₂O₃:Eu³⁺进行结构和发光特性研究,结果表明:其一次粒径为20～30nm,团聚尺寸D₅₀=0.53μm。该荧光粉最大激发峰位于252.2nm,较微米级荧光粉233nm红移了19.2nm;最大的发射峰位于612nm,与微米级的相比几乎没有差别。Eu³⁺离子的掺入构成了发光中心,其最佳掺杂的质量分数为9%,荧光粉发光的猝灭浓度由微米级的6%提高到9%。由于纳米晶存在表面缺陷和悬挂键,其亮度约为微米晶的70%左右,随着团聚尺寸的增加、煅烧温度的提高和助熔剂的加入,荧光粉的发光强度增大。包膜能部分消除表面缺陷和悬挂键,提高发光亮度。荧光粉的色坐标为x=0.6479,y=0.3442。     

Dy3+、Tm3+共掺杂Ca2MgSi2O7的发光特性

采用高温固相法合成了系列Ca₂MgSi₂O₇：Dy³⁺,Tm³⁺发光材料。对样品进行了XRD结构表征,测量了激发光谱、发射光谱、色温和荧光寿命。研究结果表明,Ca₂MgSi₂O₇：Tm³⁺在355 nm激发下显示出蓝色发光,在CIE1931中的色坐标为x=0.165 9,y=0.082 2,色纯度为89%。通过Dy³⁺和Tm³⁺的叠加激发谱带激发,即在349,353,365 nm激发下,Ca₂MgSi₂O₇：Dy³⁺,Tm³⁺显示出青白、冷白和暖白光,相关色温值分别为5 193,9 672,4 685 K。300~500 nm区域间可以有效地激发Ca₂MgSi₂O₇：Dy³⁺,Tm³⁺,并在400~600 nm之间产生蓝光和黄光复合产生的白光,表明该体系可用作白光LED的发光材料。     

蓝色长余辉材料Sr2MgSi2O7：Eu2+,Dy3+及其基质的VUV-UV激发特性

Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺是一种有效的蓝色长余辉材料,采用高温固相法合成了Sr₂MgSi₂O₇,Sr₂MgSi₂O₇:Dy³⁺,Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺及Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺,利用同步辐射研究了它们的VUV-UV激发特性.在真空紫外光激发下,在基质中发现了稍弱的位于385nm的发射带,在双掺杂的样品中,除了Eu²⁺的4f5d→4f发射带(465nm)外,还观察到了575nm处的发射峰;通过和Dy³⁺单掺杂样品的发射谱比较,发现它是来自于Dy³⁺的4f-4f(⁴F_9/2→6H_13/2)跃迁.在它们的激发谱上可以看出Dy³⁺与基质发射的有效激发均处于真空紫外区,在近紫外及可见区激发下未见到它们发光.另外在Sr₂MgSi₂O₇:Eu²⁺,Dy³⁺中观察到Dy³⁺的发射也说明了Dy³⁺在该类长余辉材料中不仅作为陷阱用来延长余辉,而且也以发光中心形式存在于基质中.     

Ce3+/Eu2+共掺Ca3Si2O4N2荧光粉的光学特性

采用高温固相法制备了一种新型的白光LED用Ca3Si2O4N2∶Eu2+,Ce3+,K+荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Ce3+和K+离子的掺杂没有改变Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现样品在355 nm激发下得到的发射光谱为峰值位于505 nm的单峰,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的。Ca3Si2O4N2∶Eu2+荧光粉通过Ce3+和K+离子的掺杂,发光明显增强。当Ce3+的摩尔分数为1%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺Eu2+离子荧光粉发光强度的168%。通过光谱重叠的方法计算Ce3+→Eu2+能量传递临界的距离为2.535 nm。     

用于白光LED的高亮度蓝白色荧光粉Ca2SiO3Cl2：Eu2+的发光性质

采用固相法在较低温度下合成了Eu²⁺激活的Ca₂SiO₃Cl₂高亮度蓝白色发光材料,并对其发光性质进行了研究。其发射光谱由两个谱带组成,峰值分别位于420,498nm处,归结为Ca₂SiO₃Cl₂晶体中占据两种不同Ca²⁺格位的Eu²⁺离子的5d→4f跃迁发射。改变Eu²⁺浓度,可以使样品的发光在蓝白色和绿白色之间变化。当Eu²⁺浓度为0.005mol^-1时,样品呈现很亮的蓝白色发光。两个发射峰的激发光谱均分布在250~410nm的波长范围内,峰值分别位于333,369nm处。Ca₂SiO₃Cl₂:Eu²⁺可被InGaN管芯产生的近紫外辐射有效激发,是一种性能良好的白光LED用单一基质蓝白色荧光粉。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构,Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化,荧光粉形貌不规则,颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下,荧光粉显示出红光发射,最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响,最佳掺杂摩尔分数为0.08,由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小,当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时,荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示,测试温度为150℃时,荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明,Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

白色长余辉材料CaxMgSi2O5+x：Dy3+系列的发光性能

制备并研究了一系列具有白色长余辉的钙镁硅酸盐材料,Ca_xMgSi₂O_5+x:Dy³⁺(x=1,2,3)。在紫外激发的发射谱中观察到来自Dy³⁺的4f组态内发射:对应⁴F_9/2→⁶H_15/2跃迁的蓝色发射(480nm)以及对应⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁的黄色发射(575nm)。低压汞灯(254nm)辐照后产生的长余辉光谱成分与发射谱相同,蓝光与黄光的混合组成白色光。对所研究的大部分样品,白色长余辉发射持续时间超过1h。研究了发射光强度对Dy³⁺浓度的依赖以及黄光与蓝光强度比与Dy³⁺掺杂浓度之间的关系,发现不同的基质有不同Dy³⁺浓度的依赖关系。室温以上的热释光谱表明所研究材料在室温以上具有丰富的热释光峰,因此有潜力进一步改善其长余辉性能。结合实验结果和以往研究,简要讨论了这一类材料的陷阱来源和长余辉发射机理。     

Eu2+激活的Ca3SiO5绿色荧光粉的制备和发光特性研究

研究了Eu²⁺激活的绿色发光材料Ca₃SiO₅的制备条件和发光性质. Eu²⁺中心形成主峰值为501 nm和次峰值为570 nm的特征宽带，两峰值叠加形成发射峰值为502nm的绿色发射光谱带. 利用这些光谱结果和Van Uitert 经验公式，确认Ca₃SiO₅:Eu²⁺中存在两种性质有差异的Eu²⁺发光中心，它们分别占据基质中八配位的Ca²⁺(Ⅰ)格位和四配位的Ca²⁺(Ⅱ)格位. 其激发光谱分布在250—450 nm的波长范围，峰值位于375 nm处，可以被InGaN管芯产生的350—410 nm辐射有效激发. 关键词： 发光 荧光粉 绿色荧光粉 3SiO₅')" href="#">Ca₃SiO₅ 2+')" href="#">Eu²⁺     

Bi3+掺杂对Sr2MgSi2O7∶Eu2+荧光粉的结构及发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺,xBi³⁺(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征。结果发现:单掺杂Bi³⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi³⁺的³P₁→¹S₀电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu²⁺的Sr₂MgSi₂O₇样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷跃迁而引起的。当Bi³⁺离子掺杂到Sr₂MgSi₂O₇∶Eu²⁺样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi³⁺离子样品的1.9倍。     

Ca2Li2BiV3O12∶Eu3+荧光粉的制备和发光性能

采用高温固相法成功合成了一种可用于白光LED的Ca₂Li₂BiV₃O₁₂∶Eu³⁺新型红色荧光粉,使用X射线衍射仪和荧光分光光度计对合成样品进行了表征,研究了合成温度和Eu³⁺含量对合成样品相组成和发光性能的影响。结果表明,采用高温固相法在650~700 ℃能合成纯度较高、结晶度好的Ca₂Li₂BiV₃O₁₂∶Eu³⁺荧光粉,合成样品激发带覆盖200~400 nm,发射光谱的线状发射峰可归属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F_J(J= 1, 2, 3,4)特征锐线发射,Eu³⁺摩尔分数为14%时荧光粉的发光强度最大。     

溶胶-凝胶法合成蓝色荧光粉SrAl2Si2O8：Eu2+

采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法以相应的硝酸盐和正硅酸乙酯(TEOS)为反应物在85℃水浴制得胶体,并将干燥后的胶体前驱物在较低温度(921℃)下还原制得蓝色发光材料SrAl₂Si₂O₈:Eu²⁺。分别以热重(TG)-差示扫描量热(DSC)、X射线粉末衍射(XRD)、光致发光(PL)对合成产物进行了表征。并深入研究了溶胶-凝胶法制备过程中的影响因素,如pH值、乙醇含量、柠檬酸含量等,确定了合成SrAl₂Si₂O₈:Eu²⁺的最佳条件。XRD分析表明,当金属离子与柠檬酸的量的比为1:1,无水乙醇的量至少保证TEOS完全溶解于其中,溶液pH值为1.0~2.0时,可得到纯的SrAl₂Si₂O₈六方物相。发光分析表明,产物在监测463nm波长下的激发峰为327nm,在394nm激发下的发射光谱峰为468nm。     

Li+离子掺杂Gd2O3：Sm3+纳米晶的发光增强

采用燃烧法制备了Gd₂O₃:Sm³⁺和Li⁺离子掺杂的Gd₂O₃:Sm³⁺纳米晶,根据X射线衍射图谱确定所得纳米样品为纯立方相。在室温下,用275 nm和980 nm激发光激发各样品时,可分别观测到Sm³⁺离子的强荧光发射和上转换特征发射,其主发射峰分别位于560,602,650 nm处,分别对应着Sm³⁺离子的⁴G_5/2→⁶H_5/2,⁴G_5/2→⁶H_7/2和⁴G_5/2→⁶H_9/2的电子跃迁,其中以⁴G_5/2→⁶H_7/2跃迁的光谱强度最大。实验表明Li⁺离子的掺入使得Sm³⁺离子的荧光发射强度显著增加。通过对样品的XRD、TEM和激发光谱、发射光谱的研究,分析了引起样品荧光强度变化的原因。     

H3BO3对BaAl2Si2O8：Eu2+蓝色荧光粉物相组成和发光特性的影响

采用化学共沉淀法一次煅烧工艺合成了BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉.用X射线衍射仪、荧光分光光度计和扫描电镜测试了助熔剂H₃BO₃对BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉物相结构、发光性能、形貌等的影响.研究表明：化学共沉淀法一次煅烧工艺合成的BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉为单相,H₃BO₃的加入使基质结构由六方相转变成单斜相,并引起发射主峰位置和发射强度的变化;BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的发光强度随着H₃BO₃加入量的增加先增强,后减弱,当加入H₃BO₃的质量分数为1.5%时,发光强度最大;H₃BO₃的加入使合成BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺蓝色荧光粉的颗粒呈类球形,分布更加均匀,粒度更小. 关键词： 3BO₃')" href="#">H₃BO₃ 2Si₂O₈：Eu²⁺')" href="#">BaAl₂Si₂O₈：Eu²⁺ 发光特性 化学共沉淀法     

共沉淀法制备Y2O2S：Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料

用共沉淀法制备了Y₂O₂S:Eu³⁺,Mg²⁺,Ti⁴⁺红色长余辉材料。测量了材料的电子显微形貌、晶体结构和发射光谱。通过与固相法制备的Y₂O₂S:Eu³⁺,Mg²⁺,Ti⁴⁺长余辉材料比较,发现两种方法都可以制备粒度基本相同的纯相Y₂O₂S基质晶体,但共沉淀法样品的颗粒结构更松散。研究了Eu³⁺浓度对两种方法制备样品的谱线发射强度的影响,通过比较共沉淀法和高温固相法制备的样品中Eu³⁺的⁵D₁→⁷F₃较高能级跃迁的587.6nm谱线强度随Eu³⁺浓度的变化,发现共沉淀法更有利于Eu³⁺均匀进入Y₂O₂S基质晶格而形成有效的发光中心。     

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。     

Eu3+激活的La2Mo2O9红色荧光粉的制备与性能

利用高温固相法制备了Eu³⁺掺杂的La₂Mo₂O₉红色荧光粉,并对这种荧光粉的结构及发光性质进行了研究。XRD结果表明,实验合成了单一立方相的La₂Mo₂O₉荧光粉体。该荧光粉的激发光谱由一宽带和一系列的锐峰组成;发射光谱由一系列锐峰组成,这些都与Eu³⁺的特征跃迁⁵D_J(J=0,1)和⁷F_J(J=1~4)相对应。结果表明该荧光粉可被395nm的紫外光和470nm的可见光有效激发,并发出峰值位于620nm左右的红光,亮度可达到传统红色荧光粉Y₂O₂S:Eu³⁺的1.5倍以上,这表明它可以作为蓝+黄模式白光LED的红色补光粉,也可以作为UV-LED激发三基色荧光粉体系中的红色荧光粉。研究了Eu³⁺的掺杂浓度以及不同助熔剂对样品发光性质的影响。Eu³⁺的摩尔分数为0.3时,发光强度达到最强。质量分数为3%的NH₄Cl作为助熔剂时效果最好。