全光谱照明LED中的蓝绿色荧光粉研究

采用高温固相法合成了BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉,在440~460 nm蓝光激发下,该荧光粉发射峰值波长488 nm的蓝绿色光。通过共掺杂微量Mg²⁺和Ge⁴⁺离子,BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉的热猝灭性能显著提升。在蓝光芯片激发下,使用BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉搭配Y₃（Al,Ga）₅O₁₂:Ce³⁺黄绿色荧光粉以及CaAlSiN₃:Eu²⁺红色荧光粉,可以封装色温6 500 K、显色指数Ra达到96.5、所有特殊显色指数R1~R15都大于90的全光谱白光LED。通过封装老化测试,Mg²⁺和Ge⁴⁺离子掺杂的BaSi₂O₂N₂:Eu²⁺蓝绿色荧光粉较未掺杂的荧光粉老化性能提升近1倍。     

红色荧光粉La2Mo2O9:Eu3+,W6+的制备及发光性能

采用高温固相法合成出La₂Mo₂O₉:Eu³⁺,W⁶⁺系列红色荧光粉,其结构为立方晶系的β- La₂Mo₂O₉。在395 nm光激发下,样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺发射出很强的红光,最强发射峰位于616 nm处。适量地掺杂W⁶⁺离子可以提高样品的激发和发射强度,在395 nm光激发下,La_1.40Mo_1.84O₉:0.60Eu³⁺,0.16W⁶⁺荧光粉的Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁发射强度最大,是样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺的1.23倍。最后,将La_1.40Eu_0.60Mo_1.84O₉:0.16W⁶⁺荧光粉与~395 nm发射的InGaN芯片一起制作成红光发光二极管(LED),该LED发射出很强的红光。     

Eu2+掺杂CaSi2O2N2荧光粉发光性能

采用固相反应法合成了组成为Ca_1-xEu_xSi₂O₂N₂的Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉.通过荧光光谱对样品的发光性能进行了研究,发现Eu²⁺掺杂CaSi₂O₂N₂荧光粉发射光谱为宽波段的单峰结构,主要包含绿光和黄光区,发射峰在556~568 nm.从发射光谱的宽带特征来看,CaSi₂O₂N₂:Eu²⁺的发射主要对应着Eu²⁺离子4f⁶5d→4f⁷跃迁.从激发光谱所覆盖的范围还可以看到,样品可以有效的被UV蓝-光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用.另外,样品的发光性能与激发离子的浓度有着很大关系.激发离子浓度增大时,发射光谱会发生明显红移.利用这一性质,可以通过改变Eu²⁺浓度来调节荧光粉的发光范围,从而满足不同场合的需要.同时,Eu²⁺浓度提高,样品发射光谱的强度也会随之增强,在x=0.06时发射强度达到最大值,之后继续增加Eu²⁺浓度,强度不仅没有增加反而降低,即出现浓度猝灭现象.     

低温燃烧法制备SrMgAl10O17：Eu2+,Er3+高亮度蓝光荧光粉及发光性能研究

采用低温燃烧法合成SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺及SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺, Er³⁺蓝色发光材料, 通过X射线衍射仪 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM) 和荧光光谱仪 (PL) 等测试手段对所得样品进行表征. XRD及SEM测试结果表明: 利用低温燃烧法合成SrMgAl₁₀O₁₇材料具有较高的结晶度, 且微量的稀土元素掺杂不会破坏其晶体结构; PL测试结果表明: SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺ 荧光粉在300–390 nm范围内可以被有效的激发, 该波长范围与近紫外LED芯片匹配, 发射光谱分布在430–520 nm之间, 发射峰位于460 nm, 属蓝光发射材料. 共掺Er³⁺可显著增强SrMgAl₁₀O₁₇:Eu²⁺的发光强度, 且当Er³⁺的掺杂浓度为4%时,样品的发光强度最大, 较单掺Eu²⁺时样品的发光强度高出54.9%, 表明Er³⁺对Eu²⁺的发光具有良好的敏化作用, 该敏化作用的机理可以利用能量传递原理进行解释. 关键词： 低温燃烧法 10O₁₇')" href="#">SrMgAl₁₀O₁₇ 蓝光荧光粉 敏化作用     

一种新型蓝光BaKBP2O8:Eu2+荧光粉的合成与性能研究

通过高温固相法成功合成了一种新型蓝光荧光粉BaKBP₂O₈:Eu²⁺,分别用XRD和荧光光谱表征了其结构与光学性能。结果表明,Eu²⁺的引入并没有显著改变其四方相的晶体结构。样品的激发光谱(监测波长为443 nm)是由主晶格吸收的307 nm吸收肩与Eu²⁺离子4f⁷-4f⁶5d 跃迁的346 nm主峰组成。在紫光激发下,样品的发射光谱为蓝色。当Eu²⁺离子摩尔分数为0.03时,样品的发射强度达到最大值。然而,随着Eu²⁺浓度的进一步增加,由于浓度猝灭机制,其发射强度开始降低。在超过370 K的温度下,荧光粉样品的相对发光强度仍然超过50%。BaKBP₂O₈:Eu²⁺的色坐标为(0.176 6,0.168 1)。     

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。     

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.     

助熔剂对Sr0.97Si2N2O2：0.03Eu2+荧光粉制备及发光性能的影响

在N₂气氛下,以Si₃N₄、SrCO₃和Eu₂O₃为原料,采用自还原高温固相合成法制备了Sr_0.97Si₂N₂O₂：0.03Eu²⁺荧光粉。在近紫外光激发下,该荧光粉发出明亮的黄绿光,发射峰位于533 nm处。采用XRD分析了不同助熔剂（NH₄F,NH₄Cl,Li₂CO₃,H₃BO₃）条件下的荧光粉晶相发育情况。通过SEM和荧光光谱研究了不同助熔剂对Sr_0.97Si₂N₂O₂：0.03Eu²⁺晶粒形貌及发光性能的影响。结果表明,随着助熔剂的添加,荧光粉团聚现象缓解、结晶度增强、分散性提高,且不同程度地提高了荧光粉的发光强度,其中以NH₄Cl的添加效果最佳。     

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。     

助熔剂对绿色荧光粉Ba2 SiO4∶Eu2+ 颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba₂SiO₄∶Eu²⁺绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba₂SiO₄∶Eu²⁺荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi₂和SiO₂杂相;利用NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作为助熔剂时会抑制BaSi₂杂相的形成,而BaF₂作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2% 的BaF₂、NH₄F或Na₂CO₃后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H₃BO₃作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF₂作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH₄F、Na₂CO₃或H₃BO₃作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。     

Li~+掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉材料的发光性能

采用高温固相法制备Li+掺杂Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+长余辉材料,对样品进行X射线衍射、扫描电镜、激发光谱、发射光谱、余辉衰减曲线和热释光曲线表征,研究了Li+掺杂对Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。实验结果表明:Li+掺杂对样品激发光谱和发射光谱的峰形、峰位基本没有影响,但是能改善样品的余辉性能。与未掺杂Li+的样品比较,Li+掺杂摩尔分数为2.5%样品的初始发光强度提高了1.5倍,余辉衰减常数提高了1.6倍。通过热释光曲线表征分析陷阱数量并计算了陷阱深度,分析表明,掺杂Li+能增加基质中氧空位的数量,适量增加陷阱深度,从而提高材料的发光性能。     

燃烧法可控制备Eu~(3+)-Eu~(2+)共存Ca_(12)Al_(14)O_(32)F_2荧光粉及其荧光性能的研究

采用燃烧法合成Ca_(12-x)Al_(14)O_(32)F_2∶xEu荧光粉,对样品进行了X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及光致发光光谱等表征,探讨了燃烧温度、氟化铵、尿素、硼酸以及铕浓度等合成条件对荧光性能的影响。研究结果表明,利用燃烧法可以合成Eu~(3+)-Eu~(2+)共存、发光可调的荧光粉。通过改变合成条件,改变Eu~(2+)和Eu~(3+)的比例,荧光粉的发光颜色可表现为白光-橙红色-蓝白光-淡紫色-深蓝色-淡蓝色等变化。     

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4:Eu3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4基质中掺杂Eu3+,合成了红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+.通过样品的X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电镜以及光致发光光谱的测试和表征,研究了Zn2SiO4:Eu3+的内部结构和发光特性.扣描电镜结果显示样品为球状荧光粉,颗粒直径为1～3μm.在395 nm激发下,样品在613 nm处发射出很强的红光.结合荧光光谱,分析了样品的退火温度,Eu3+的浓度,电荷补偿剂Li+的浓度对样品发光强度的影响.研究发现,红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+的发光强度随退火温度的升高而增加,发光强度随Eu3+和Li+浓度的增加先增大后减小.     

Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球的可控合成及尺寸效应所影响的发光性质

采用均匀沉淀法,通过改变稀土离子与尿素的量比成功合成了粒径分别为80,55,40 nm的Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球样品。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和发光光谱对不同尺寸纳米球的晶体结构、微观形貌和发光性质做了分析,对Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球的生长过程进行了研究。根据Judd-Ofelt理论,利用Eu~(3+)的发射光谱和荧光衰减等数据,计算了5D0→7FJ能级的辐射跃迁速率和荧光分支比,计算得到Y_2O_3基质材料的折射率为1.80以及不同粒径样品的光学跃迁强度参数。最后分析了5D0能级荧光发射与温度之间的依赖关系,结果证明了荧光温度猝灭行为符合Crossover过程,并通过阿伦尼乌斯公式非线性拟合获得了激活能,粒径为80,55,40 nm的Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米球样品的活化能分别为0.201,0.193,0.200 eV。     

白光LED用Ba2B2P2O10∶Eu2+绿色荧光粉的光谱特性

采用高温固相法制备了一种适于近紫外光激发,发射绿光的Ba2B2P2O10∶Eu2+材料,并研究了材料的发光性质.Ba2B2P2O10∶Eu2+材料的发射光谱为一峰值位于522 nm的非对称单峰宽谱|监测522 nm发射峰,所得激发光谱覆盖300~450 nm,主峰位于381 nm,为Eu2+的5d→4f跃迁特征激发谱带.利用van Uitert公式计算了Eu2+取代Ba2B2P2O10中Ba2+时所占晶体学格位,得出507 nm和542 nm发射峰分别归属于八配位和六配位的Eu2+发射.研究发现,Eu2+浓度对Ba2B2P2O10∶Eu2+材料的发射强度有影响,并判断出Eu2+在Ba2B2P2O10中发射的自身浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用.     

红色长余辉材料Y2O2S : Eu,Si,M 的制备及发光性能

采用高温固相法合成了红色长余辉材料Y₂O₂S : Eu, Si, M(M=Mg,Ca,Sr,Ba),利用X晶体衍射、发光光谱、热释光测量等对材料的性能进行了表征。结果分析表明:Y₂O₂S : Eu,Si,M(M=Mg,Ca,Sr,Ba)长余辉材料的最大荧光发射和余辉发射峰完全一致都位于627 nm, 产生红光发射,是典型的Eu³⁺离子的⁵D₀-⁷F₂跃迁。激发停止后,能够产生较好的余辉性能。碱土金属离子能够增强其荧光发射峰强度并对余辉性能有一定促进作用,其中以Mg²⁺最好,其次是Ba²⁺。     

原材料Y_2O_3的结晶性对Y_2O_2S∶Eu~(3+)发光特性的影响

为进一步提高Y2O2S∶Eu3+的发光性能,采用改善主要原材料Y2O3结晶性的方法,使Y2O2S∶Eu3+红色荧光粉在20 kV和25 kV下发光强度分别增强5%和10%,且不影响色度、粒度、粉体分散性等主要考核指标。提高了粉体的耐电压特性(发射强度与激发电压间的关系特性)。讨论和分析了发射强度增强、电压特性改善的原因:主要原材料Y2O3的结晶性的改善,使得合成的Y2O2S∶Eu3+具有更好的晶体质量,Eu3+离子晶场环境得到进一步改善,从而减弱了无辐射过程及因晶格畸变所造成的能量损失,发光效率得到增强,电压特性得到改善。实验表明,获取高质量多晶Y2O3的最佳分解温度为1400℃左右。     

Zn1-x Mo1-ySiyO4∶Eu3+x红色荧光粉的合成及发光性能研究

通过固相法合成LED用Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x红色荧光粉(0.05≤x≤0.30, 0≤y≤0.09), 讨论了助熔剂、温度等合成条件对Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x荧光粉发光性质的影响。 当烧结温度为800 ℃时, 可以生成ZnMoO4纯相目标产物。 由于荧光粉的结晶度和粒径随烧结温度的升高而增大, 所以随着烧结温度的升高, 样品的发光强度有所提高; 当助熔剂Na2CO3的用量约为4%时的样品发射光的强度比未使用助熔剂时明显增强, 说明在此体系中, 当Eu3+取代Zn2+时, Na2CO3充当助熔剂的同时, Na+起到了电荷补偿作用。 荧光光谱实验显示Zn1-xMo1-ySiyO4∶Eu3+x能够被393和464 nm的紫外光激发, 在616 nm处发出强烈的红色荧光。 当Eu3+掺杂量约为20% mol时, Zn1-xMo0.97Si0.03O4∶Eu3+x荧光粉在616 nm处的发光强度达到最大。 在引入Si4+离子后能显著增强Zn1-xMoO4∶Eu3+x的发光强度, 组成为Zn0.80Mo0.97Si0.03O4∶Eu3+0.20样品（激发峰值为393 nm）的荧光强度要比Y2O2S∶Eu3+0.05荧光粉的发光强度强2倍。 所以这种荧光物质能够更好地适用于白光LED。