Tb3+离子激活的ZnO-SrO-SiO2发光材料的合成

由于5s壳层的屏蔽,Tb³⁺离子的4f电子跃迁产生的发光,其波长受基质的影响很小,而发光强度却与基质材料、Tb³⁺离子的浓度有密切的关系。Tb³⁺离子激活的硅酸盐发光材料在专利中曾有报导,但Tb³⁺离子在ⅡA、ⅡB族硅酸盐中的发光行为尚未见报导。我们在过去工作的基础上,合成了Tb³⁺离子激活的ZnO-SrO-SiO₂发光材料。     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca_9Y(PO4)7基质中引入Ce~(3+),Tb~(3+)离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb~(3+)离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb~(3+)时,通过调节Tb~(3+)离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce~(3+)-Tb~(3+)之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce~(3+)-Tb~(3+)之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

LaP3O9：Ce,Tb磷光体的合成与光谱特性

Ce~(3+)离子有宽而强的4f-5d吸收带,能有效地吸收能量,并形成强的宽带发射。Ce~(3+)的5d-4f跃迁是允许的电偶极子跃迁,其5d态的寿命非常短。为此Ce~(3+)可将能量有效地传递给其它离子,而成为良好的敏化剂。通常Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化十分有效,已有许多Ce~(3+)敏化Tb~(3+)的绿色发光材料。稀土磷酸盐是发光和激光材料的良好基质,LaPO_4:Ce,Tb已用作灯用三基色荧光粉,对不同类型稀土磷酸盐中Ce~(3+)、Tb~(3+)的发光已有不少报道,为探索新的高效     

铽-铕共掺杂的硅酸铝钠荧光体的光致发光性能及能量传递

采用温和的固相反应法合成了具有四方相结构的铽一铕共掺杂的硅酸铝钠(NaAlSiO_4:Tb~(3+),Eu~(3+))发光材料.利用粉末X射线衍射(XRD)、荧光光谱(PL)、时间分辨光谱(TRPL)以及荧光寿命等手段对合成的样品进行表征.研究结果表明:通过改变NaAlSiO_4:Tb~(3+),Eu~(3+)中Eu~(3+)离子的掺杂浓度,可实现其绿光及红光发射的调控;由于Tb~(3+),Eu~(3+)离子间的有效能量传递,Tb~(3+)离子的共掺杂可显著增强该基质中Eu~(3+)离子的发光性能;该能量传递现象可由TRPL光谱等手段进行证实,根据荧光寿命的数值计算可知,从Tb3~(3+)向Eu~(3+)离子的能量传递效率高达95%.     

在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中Tb~(3+)的发光及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化

用高温固相反应法合成了发光材料、研究了Tb~(3+)在La_2Na_2Sr_6(PO_4)_6Br_2基质中的光致发光性质及Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化作用.在254nm紫外光激发下,Tb~(3+)的发光较弱,但Ce~(3+)对Tb~(3+)有强的敏化作用,其能量传递机埋是偶极-偶极相互作用引起的共振能量传递,计算了传递效率。     

Tb~(3+)离子在镧、钇、钆二元硫氧化物固溶体中的发光研究

用稀土氧化物硫化法合成了发光体(La_(0.9)Gd_(0.1))_2O_2S:Tb,(La_(0.9)Y_(0.1))_2O_2S:Tb和(Y_(0.8)Gd_(0.2))_2O_2S:Tb,用X射线、阴极射线和254nm 紫外线三种激发方式测试了不同Tb~(3+)离子浓度(每摩尔基质中含0.0001～0.1摩尔Tb~(3+))时,它们的发光性能。测定了它们的发光亮度、发光色度随激活剂Tb~(3+)离子浓度的变化,研究了在这三种发光体中Tb~(3+)离子的~5D_3→~7F_J和~5D_4→~7F_J 的能级跃迁强度随Tb~(3+)离子浓度变化的关系。最后探讨了激活剂 Tb~(3+)离子在这三种发光体中的浓度猝灭机理。     

GdB_3O_6-CeB_3O_6二元体系中Tb~(3+)的光致发光

研究了组成对Tb~(3+)激活的GdB_3O_6-CeB_3O_6二元体系的发光亮度、发光光谱和激发光谱的影响。结果表明:在紫外光激发下,Ce~(3+)和Gd~(3+)对Tb~(3+)的发光均有敏化作用,特别是Ce~(3+)对Tb~(3+)的发光敏化效果十分显著;Gd~(3+)在该体系中还能起能量传递的中间体作用;Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递的机理为电多极相互作用的共振传递。     

激活CaO-MgO-SiO_2长余辉玻璃发光性质

报道了一种新型的Eu~(2+)离子激活硅酸盐玻璃,该玻璃组成为2CaO-MgO-3SiO_2-0.015Eu_2O_3(CMSE)。通过透射光谱、稳态荧光光谱、余辉光谱和热释光等技术手段对CMSE的发光性质进行了深入研究。研究发现CMSE可以被紫光和近紫外光激发,获得黄色长余辉发光。热释光曲线的分析表明,CMSE的长余辉性质主要来自于玻璃基质中陷阱深度为0.83 e V左右的定域能级。研究认为对CMSE发光性质的研究有利于开发新型稀土离子激活近紫外激发LED用硅酸盐玻璃发光材料。     

铽在稀土硫氧化物二元体系中的光致发光

研究了紫外线激发下,Tb~(3+)离子激活的(Y_(1-n)La_n)_2O_2S、(Y_(1-n)Gd_n)_2O_2S和(Gd_(1-n)Lan)_2O_2S三个二元体系的发光光谱、发光亮度和发光颜色等性能随着基质组成变化的规律性,并与阴极射线激发下的发光性能进行了对比。     

Ce^3＋—Gd^3＋在某些稀土硼酸盐体系中的能量传递

Ce~(3 )离子有一个宽而强的4f-5d吸收带,它能有效地吸收能量。Ce~(3 )离子的荧光寿命非常短,能将能量有效地传递给其它离子起敏化作用。对于Ce~(3 )→Tb~3 ),Ce~(3 )→EU~(3 )和Ce~(2 )→Mn~(3 )的敏化作用已有许多报导,并在灯用发光材料上获得应用。Blasse等提出在Ce~(3 )敏化Tb~(3 )时。用Gd~(3 )作中间体能获得高效发光材料。由于Ce~(3 )的5d能级强烈地依赖于基质,其发射波长可以从紫外到红区,而Gd~(3 )的4f-4f跃迁的激发和发射峰值随基质的变化改变不大,因此将有可能呈现不同的Ce~(3 )-Gd~(3 )的能量转移过程。     

硼酸盐玻璃中Gd^3＋,Dy^3＋,Bi^3＋对Tb^3＋发光性质的影响

本文研究了单掺和双掺(Tb~(3+)、Tb~(3+)+Gd~(3+)、Tb~(3+)+Dy~(3+)、Tb~(3+)+Bi~(3+)约四十余种不同成份的硼酸盐玻璃。探讨了玻璃成份对Tb~(3+)发光性质的影响和Gd~(3+)、Dy~(3+)、Bj~(3+)对Tb~(3+)的胜化作用。在B_2O_2-BaO-M_mO_n(M_mO_n=Li_2O、Na_2O、K_2O、MgO、CaO、SrO、Al_2O_3、La_2O_3和Bi_2O_3)玻璃体系中,当M_mO_n分别为MgO和Al_2O_3时,Tb~(3+)的发光强度最强;M_mO-n为Bi_2O_3时,Tb~(3+)的发光强度最弱。Tb~(3+)的特征发射峰分别随着碱金属、碱土金属和三价金属的离子半径增加而红移。Gd~(3+)、Dy~(3+)、Bi~(3+)对Tb~(3+)均有敏化作用。特别是Gd~(3+),使Tb~(3+)的发光强度增加1～3.8倍,其最佳敏化浓度,因基质玻璃成份而异。     

CaSiO_3中Tb~(3+)的发光及Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递

研究了CaSiO_3中Tb~(3+)的发光特性、荧光衰减、浓度猝灭及Ce~(3+)→Tb~(3+)的无辐射能量传递,讨论了Ce~(3+)、Tb~(3+)浓度对发光性能的影响。根据电多极子相互作用参数的拟合结果,指明Ce~(3+)→Tb~(3+)的高效能量传递主要是电偶极—偶极相互作用的结果。     

(Sr1-x,Eux)B4O7的结构及其发光性能研究

Eu~(2+)离子具有许多能量比较低的吸收带,因此在多种发光基体中都可作为有效的激活剂.Eu~(2+)离子激活的磷酸盐、硅酸盐,铝酸盐和硼酸盐等都是优良的荧光材料,其发射峰范围在350-575nm.Eu~(2+)离子激活的SrB_4O_7是其中一种重要的新型长波(A段)紫外灯用荧光材料,早已广泛地应用于工农业、公安、国防、环保及医疗卫生等领域.有关的新材料和新用     

Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用

具有窄带发射的无机发光材料既可协同提升照明器件的显色指数和流明效率(如窄带红色发光材料),也可增大液晶显示器件的色域(如窄带蓝色、绿色和红色发光材料),在照明和显示用发光二极管(light-emitting diodes, LED)器件中具有重要的应用前景。其中稀土发光材料中常用的Eu~(2+)和Ce~(3+)离子具有4f-5d跃迁,但由于晶体场效应而呈现不同程度的峰展宽效应,迄今为止,人们发现的Eu~(2+)和Ce~(3+)掺杂的窄带发射发光材料基质体系十分有限,特别是Eu~(2+)掺杂的新型窄带荧光粉研究是一项重要挑战。近年来,人们首先在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氮化物窄带荧光粉研究中取得了重要进展,发现了一系列具有潜在应用前景的窄带氮化物红光发射材料。而最近,本课题组在Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉研究领域获得了突破,基于此,概述了Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的研究进展与应用,指出了UCr_4C_4基氮化物与硅酸盐的结构演变特征,并由此总结了几类UCr_4C_4基窄带硅酸盐化合物的结构特点和Eu~(2+)掺杂荧光粉的发光特性,进一步地对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基窄带硅酸盐荧光粉的应用进行了介绍,指出了当前在调控其光色和提升其化学稳定性所面临的挑战和所做的一些有意义的尝试。最后对Eu~(2+)掺杂UCr_4C_4基氧化物窄带荧光粉的未来发展进行了展望。     

磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce~(3+)和Ce~(3+)/Tb~(3+)激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射(PLE和PL)光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明:所合成的荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)具有氟磷灰石结构,样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x(PO4)6F2∶x Ce~(3+)的相对发射强度随着x增加而增强,当x=0.09时,荧光强度达到最大。荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的激发光谱为240～330 nm的宽带,发射光谱呈现出Ce~(3+)的5d→4f跃迁紫外光(335和358 nm)发射和Tb~(3+)的4f→4f跃迁绿光(542 nm)发射。光谱特性表明,发光过程中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,能量传递效率可以达到60%。计算Ce~(3+)和Tb~(3+)的临界距离为0.79 nm,能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外,详细论述了Ce~(3+)和Tb~(3+)之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb~(3+)的掺杂浓度,对荧光粉发光色坐标与Tb~(3+)的掺杂浓度之间的关系也进行了研究,随着Tb~(3+)的掺杂量从0增加0.52,荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发射光谱色坐标可以从(0.149 4,0.045 1)蓝色区变化到(0.280 1,0.585 3)绿色区。     

稀土发光材料中的能量传递与发光颜色调控

白光LED因被认为是下一代的室内照明光源而受到广泛关注。作为白光LED不可或缺的一部分,荧光粉一直是发光材料研究中的重要部分。随着对白光LED性能要求的不断提高,开发具有丰富发光颜色的荧光粉非常重要。而利用激活剂与敏化剂之间的能量传递作用是获得丰富发光颜色荧光粉的一种重要方法。本文综述了近期基于能量传递过程获得不同体系荧光粉的研究进展,其中包括Eu~(2+)-Mn~(2+)/Tb~(3+),Eu~(2+)-Tb~(3+)-Mn~(2+)/Eu~(3+)/Sm~(3+),Ce~(3+)-Mn~(2+)/Tb~(3+)/Dy~(3+)/Cr~(3+)/Pr~(3+)/Eu~(2+),Ce~(3+)-Tb~(3+)-Mn~(2+)/Eu~(3+)/Sm~(3+),Bi~(3+)-Eu~(3+)/Sm~(3+),Tb~(3+)-Eu~(3+)/Sm~(3+),基质-Ln~(3+)等体系,这为稀土荧光粉的进一步研究提供一定的指导作用。     

Yb~(3+)-Tb~(3+)共掺杂β-NaYF_4纳米晶的上转换发光特性研究

采用水热合成法,以油酸作乳化剂成功制备了Yb~(3+)-Tb~(3+)共掺杂β-NaYF_4纳米晶。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱仪对所制备的样品进行表征。在980 nm红外半导体激光器的激发下,不仅观察到Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺杂NaYF_4纳米晶对应于Tb~(3+)离子5D3→7FI(I=6,5和4)和5D4→7FI(I=6,5,4和3)能级跃迁从红色到紫外的上转换荧光,同时还观察到了杂质离子Er~(3+)的发光。实验发现随着Yb~(3+)浓度的相对减小和Er~(3+)浓度的相对增大,489 nm对应于Tb~(3+)离子5D4→7F6能级跃迁的上转换蓝光得到增强。在Yb~(3+)-Tb~(3+)-Er~(3+)系统中,简要地讨论了从Yb~(3+)到Er~(3+)再到Tb~(3+)的能量传递过程。     

在硅磷酸盐中铽的发光及钆对其敏化作用

研究了 Tb~(3+)在 RE_2O_3·0.10SiO_2·0.95P_2O_5(ER=La,Gd)中的发光。实验表明,不同激发条件对 Tb~(3+)发光性能有不同的影响,激发能越高猝灭浓度就越小,因之随着激发条件不同,Tb~(3+)的最佳含量也不同。通过测定试样的激发光谱和发射光谱证实了 Gd~(3+)对 Tb~(3+)有强的敏化作用,如在 LSP∶Tb_(0.02)中掺入0.2molGd~(3+),可使发光强度提高25～28倍。计算了 Gd~(3+)对Tb~(3+)的能量传递效率,以254nm 紫外光激发时传递效率高达0.97。初步探讨了钆对铽的能量传递机理为多极子共振能量传递。     

混合价态Eu(+2,+3)离子激活的单一组分发光材料:设计合成、发光性质及机理

作为绿色照明光源的典型代表,白光发光二极管(LED)被誉为21世纪的新一代照明光源。而作为白光LED重要组成部分的荧光粉,对其性能要求也不断被提升。Eu~(2+)和Eu~(3+)由于其电子结构上的差别导致其截然不同的发光性质。其中,Eu~(2+)的特征发射为4f–4f跃迁,而Eu~(3+)离子的特征发射为4f–5d跃迁。为了结合两者各自的发光特性,近年来对于混合价态Eu离子的研究成为热点。混合价态Eu离子掺杂荧光粉结合了Eu~(2+)和Eu3+离子各自的发光特点,具有颜色灵活可调的优良性质。本文主要从Eu~(2+)、Eu~(3+)各自性质出发,从不等价取代、晶场调控等三个方面综述了混合价态Eu(+2,+3)离子激活的单一基质发光材料近年来的研究进展。此外,对不同方法制备的混合价态Eu离子掺杂荧光粉的发光性能及发光机理也进行了归纳总结,为无机荧光材料的发展提供了新的思路。     

X射线激发NaGdF_4:Tb~(3+),Eu~(3+)的光谱及能量传递性质研究

采用溶剂热法合成了Tb~(3+)-Eu~(3+)共掺杂的NaGdF_4纳米晶,透射电镜显示所得样品是半径为7.24～9.92 nm的类球形颗粒,X射线衍射分析其为六方相的NaGdF_4,X射线激发下的发射光谱表明,Tb~(3+)和Eu~(3+)的掺杂比例对材料发光性质有明显影响,并进一步探讨了Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递过程。当15%Tb~(3+)与9%Eu~(3+)共掺杂时,616 nm处的红光发射最强,此时Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递效率可达88.42%。最后对材料表面改性并耦合光敏剂,在X线激发下进行了仿体成像以及单态氧产生率测试,结果表明材料能够持续稳定产生单线态氧,并且其616 nm处发光强度足够穿透仿体实现靶向成像,因此材料在生物医学领域具有极大的应用潜力。