溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

CaZn2(PO4)2:Eu3+的制备及其发光性能

采用高温固相法合成了CaZn2( PO4)2:Eu3+橙红色荧光粉,研究了其发光特性.该荧光粉在350 ～410nm处有一个宽带激发,其激发主峰位于394 nm.在紫外激发下,发射峰分别由Eu3的5D0→7F1(585,595nm)、5D0→7F2(615、622 nm)、5Do→7F3 (645 nm)及5Do→7F...     

绿色荧光粉LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)的制备及发光性能研究

稀土掺杂LaGaO_3荧光粉因具有优良的发光性能、高的显色性和稳定性等优点而适合应用于场发射显示和LED器件中,其中, LaGaO_3∶Tb~(3+)发光强度和色纯度高于商用Y_2SiO_5∶Ce~(3+)荧光粉。通过共掺Sn~(4+)提高LaGaO_3∶Tb~(3+)荧光粉的发光性能使其更好地应用在白光LED中;利用高温固相法制备一系列LaGaO_3∶Tb~(3+)和LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)绿色荧光粉,并通过XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征。结果表明:掺杂Tb~(3+)和Sn~(4+)分别取代La~(3+)和Ga~(3+)进入到基质LaGaO_3的晶体结构中,并未出现其他杂相,形成纯相的荧光粉。样品的激发光谱均由位于231, 257和274 nm处的宽峰和位于300～500 nm锐利峰组成,其中, 231和274 nm分别对应于Tb~(3+)的4f-5d自旋允许跃迁(LS,~7F_6→~7D_J,ΔS=0)和自旋禁戒跃迁(~7F_6→~9D_J,ΔS=1); 257 nm归因于基质中GaO_6基团自激活光学中心的跃迁; 300～500 nm锐利峰归因于Tb~(3+)的f-f特征激发跃迁,如~7F_6→~5H_6,~5H_7,~5L_6,~5L_9,~5L_(10),~5G_9和~5D_4。相对于LaGaO_3∶Tb~(3+),共掺Sn~(4+)主要提高Tb~(3+)的4f-4f特征激发跃迁强度,主激发峰由Tb~(3+)的f-d跃迁变为f-f跃迁。在380 nm光激发下,样品LaGaO_3∶Tb~(3+)和LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)的发射光谱均由Tb~(3+)的特征跃迁~5D_4→~7F_6(487和493 nm),~5D_4→~7F_5(545 nm),~5D_4→~7F_4(584和589 nm)和~5D_4→~7F_3(622 nm)组成,其中,以~5D_4→~7F_5跃迁为主。样品LaGaO_3∶Tb~(3+)和LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)的CIE色坐标分别位于绿色区域(0.287 4, 0.545 9)和(0.279 7, 0.576 1);荧光寿命分别为1.63和1.38 ms;色纯度分别为54.81%和62.67%。共掺Sn~(4+)不仅没有影响发射峰的位置,而且提高了发射强度(提高近一倍),改变样品的浓度猝灭机理,由双极子-双极子(d-d)相互作用转变为双极子-四极子(d-q)相互作用。LaGaO_3∶Tb~(3+)和LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)中Tb~(3+)的最佳掺杂量分别为0.05和0.07; Sn~(4+)的最佳掺杂量为0.03,说明Sn~(4+)共掺提高Tb~(3+)的最佳掺杂量,有利于发光强度的提高。样品LaGaO_3∶0.05Tb~(3+)和LaGaO_3∶0.07Tb~(3+),0.03Sn~(4+)的光视效能(LER)分别为464和485 lm·W~(-1);内量子效率分别为21.8%和39.2%。随着温度的升高,由于热猝灭,样品LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)的发光强度逐渐下降;但在140℃时,发光强度仍可保持70%以上;通过Arrhenian公式计算,热活化能ΔE为0.169 0 eV,说明样品具有良好的稳定性。结果表明:LaGaO_3∶Tb~(3+),Sn~(4+)可作为绿色荧光粉实际应用于UV激发的白光LED器件中。     

紫外激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能

采用高温固相法合成了可被紫外光激发的Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)荧光粉。考察了激活离子掺杂量等因素对发光性能的影响。通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱和荧光寿命曲线对所合成样品的结构和发光性能进行表征,研究了Gd~(3+)和Tb~(3+)的特征吸收波长激发Ba_2SiO_4∶Gd~(3+),Tb~(3+)的发光性能。在275 nm(Gd~(3+):8S7/2→6IJ)激发下,检测到了Tb~(3+)的特征发射。通过对比不同Tb~(3+)掺杂量下Gd~(3+):~6P_(7/2)能级的衰减曲线,发现随着Tb~(3+)掺杂浓度的增加,该能级的荧光寿命不断缩短,表明样品中存在Gd~(3+)→Tb~(3+)的能量传递,传递方式为无辐射共振能量传递。在244 nm(Tb~(3+):4f~8→4f~75d~1)激发下,Gd~(3+)的掺入使得Tb~(3+)的~5D_3能级的发射逐渐减弱,5D4能级的发射增强。Gd~(3+)的掺入使得544 nm(~5D_4→~7F_5)处的特征发射增强了59%~128%,结合荧光衰减曲线得出Gd~(3+)的掺入对Tb~(3+)能级中~5D_3→~5D_4与~7F_6→~7F_0交叉驰豫有促进作用。     

K2MgSiO4:Eu3+,Tb3+荧光粉的发光性质和能量传递

采用高温固相法合成K_2MgSiO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)系列荧光材料.通过X射线衍射谱、光致发光谱以及荧光寿命对材料的物相结构和发光性质进行了表征和研究.结果表明:系列样品的X射线衍射图谱衍射峰与标准卡片吻合得很好,实验浓度范围内Eu~(3+)、Tb~(3+)单掺或共掺没有改变K_2MgSiO_4的晶体结构.由材料的光致发光谱可以看出:Eu~(3+)单掺K_2MgSiO_4样品在394nm(~(7 )F_0→~(5 )L_6)激发下,显示主峰为613nm(~(5 )D_0→~7F_2)处的红光发射;Tb~(3+)单掺K_2MgSiO_4样品在378nm(~(7 )F_6→~(5 )G_6)激发下,显示主峰为542nm(~(5 )D_4→~7F_5)处的绿光发射.当Eu~(3+)和Tb~(3+)共掺于K_2MgSiO_4基质中时,样品呈现出Eu~(3+)较强的特征发射,Tb~(3+)发射峰则较弱,并且随着掺入Tb~(3+)离子浓度的增加,Eu~(3+)的发射明显增强,Tb~(3+)的发射没有明显变化.另外,当固定Eu~(3+)浓度,逐渐增加Tb~(3+)离子掺杂浓度时,Eu~(3+)的荧光寿命逐渐增加;固定Tb~(3+)浓度,逐渐增加Eu~(3+)离子掺杂浓度时,Tb~(3+)的荧光寿命逐渐减小.这些现象确定了K_2MgSiO_4∶Eu~(3+),Tb~(3+)荧光材料中存在Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递关系,使得K_2MgSiO_4基质中Eu~(3+)红光发射得到改善和提高.     

CaGd_2(MoO_4)_4∶Eu~(3+),Bi~(3+)红色荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备了CaGd_(2-x-y)(MoO_4)_4∶xEu~(3+),yBi~(3+)(x=0.01~2,y=0~0.04)系列红色荧光粉。分别用XRD、SEM和荧光分光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和发光性能进行了研究。结果表明,样品荧光粉具有体心四方白钨矿结构,属于I4_1/a(88)空间群,15%Eu~(3+)和1%Bi~(3+)(摩尔分数)的相继掺杂对样品基质晶体结构影响不大。样品粉末颗粒呈类八面体状,粒度比较均一,分散性良好,粒径在3~5μm之间。样品的激发光谱由位于200~350 nm的激发宽带和位于350~550 nm的系列激发峰构成,最强激发峰位于396 nm。发射主峰位于617 nm,对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2特征跃迁发射。研究未发现Eu~(3+)的浓度猝灭现象。Bi~(3+)的掺杂能对Eu~(3+)起敏化作用,显著提高样品的红光发射和色纯度,其作用类型为交换交互型,最佳掺杂量y=0.01。     

LaCeF_3:Tb微晶的合成及光谱性质研究

采用微乳液法、油酸辅助溶剂热法、超声波辅助溶剂热法分别合成了LaCeF_3∶Tb微晶。使用超声波辅助溶剂热法合成LaCeF_3∶Tb微晶鲜有报道。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等方法对样品的晶相、形貌和发光性能进行了表征。XRD结果表明产物结晶良好,微晶与标准卡片PDF#38-0452(六方相LaCeF_3)对应;SEM图像显示产物形貌、尺寸均一;在250nm光的激发下,纳米粒子发出强绿色光,主要发射峰分别归属于Tb~(3+)的5 D4→7 F_6(489nm),~5D_4→~7F_5(543nm),~5D_4→~7F_4(585nm)和~5D_4→~7F_3(621nm)跃迁。通过对LaCeF_3和LaCeF_3∶Tb光谱的研究证明了Ce→Tb能量传递的存在。计算了Tb在不同方法合成的LaCeF_3微晶中的临界掺杂浓度。     

中空球形CaWO_4∶Eu~(3+)荧光粉体的水热合成及发光性能

采用水热法制备了中空球形Eu3+掺杂CaWO4荧光粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,研究了荧光粉的晶体结构及pH值对荧光粉体发光性能的影响。结果表明:当反应溶液的pH≥5时,所合成CaWO4∶Eu3+荧光粉体为结晶度较好、形貌均匀、粒径为4μm的中空球形结构。在395 nm激发下,Eu3+的特征发射峰位于591 nm和614 nm处,对应于5D0-7F1和5D0-7F2跃迁。pH=5时所合成粉体在614 nm处的红光发射强度最大。     

固相法制备新型红色荧光粉K_6Ba_4B_8O_(19):x%Eu~(3+)的研究

通过固相反应法合成了一种新型硼酸盐荧光粉K_6Ba_4B_8O_(19)∶x%Eu~(3+),并测得其荧光量子效率。结果表明,实验合成了接近纯相的K_6Ba_4B_8O_(19)基质;当合成温度为750℃时,K_6Ba_4B_8O_(19)∶5%Eu~(3+)的X射线衍射谱与K_6Ba_4B_8O_(19)标准卡片符合较好;在395nm波长激发下,K_6Ba_4B_8O_(19)∶Eu~(3+)在592nm(~5D_0→~7F_1)和613nm(~5D_0→~7F_2)处分别有橘红光和红光发射峰;荧光发射强度随Eu~(3+)摩尔分数的增大而增大,当Eu~(3+)摩尔分数为6%时达到最大值。测得K_6Ba_4B_8O_(19)∶6%Eu~(3+)在激发波长395nm下的荧光量子效率值为4.51%。获得的粉体呈不规则颗粒状。     

新型橙黄色荧光粉SrMoO_4…Pr~(3+),B~(3+),Li~+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了SrMoO4…Pr3+,B3+,Li+新型橙黄色荧光材料,并对其结构、形貌和发光性质进行了研究。X射线衍射(XRD)测量结果表明在1200℃下制备的样品为纯相SrMoO4晶体。样品的形貌在扫描电镜(SEM)显示下有不规则的外形但分散性良好。掺杂电荷补偿剂的荧光粉样品激发光谱由电荷转移跃迁(CT)带和Pr3+离子的特征激发峰组成,主激发峰位于448nm(3 H4→3P2)、473nm(3 H4→3P1)和487nm(3 H4→3P0);其发射光谱由一系列锐谱峰组成,分别位于529nm(3P1→3 H4,5)、545nm,553nm(3P0→3 H5)、600nm(1 D2→3 H4)、617nm(3P0→3 H6)和645nm(3P0→3F2),最强发射峰为645nm。B3+和Li+的掺入,能明显提高该荧光粉的激发与发射峰的强度,最佳掺杂摩尔分数为0.15%B3+和0.35%Li+。     

白光LED用单基质荧光粉BaSrMg( PO4)2∶Eu2+的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法在1 200℃下制备了 Eu2+激活的BaSrMg( PO4)2高亮度白光荧光粉,并对其晶体结构和发光性能进行了研究.荧光光谱研究表明该荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,其中心分别位于424和585 nm处,归结为Eu2+分别占据了基质中Sr2+,Ba2+格位而导致的4f 65d1→4f7电子跃迁.两个...     

BaWO4∶Eu3+红色荧光粉的水热制备及其发光性能

采用水热法,通过变化水热反应时间制备出不同的BaWO₄∶Eu³⁺样品,利用XRD和SEM分析了样品的晶体结构和表面形貌,研究了基质晶体生长取向对BaWO₄中Eu³⁺离子特征发射的影响。实验结果表明:BaWO₄∶Eu³⁺样品在395 nm近紫外光或464 nm蓝光激发下发射578,592,612 nm的红光,其中612 nm(⁵D₀→⁷F₂)发射强度明显高于592 nm (⁵D₀→⁷F₁)。在水热温度160 ℃的情况下,所制备的样品均为四方相,不同的水热反应时间将影响晶体在各晶向的生长速度,进而影响晶体的对称性和发光性能。水热时间为10 h时的发射强度最大。     

Eu3+摩尔浓度对Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+红色长余辉材料光谱的影响

用高温固相法制备了Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 红色长余辉材料。测量了该材料的余辉曲线,余辉时间为1h以上;由X射线衍射得到晶体结构为Y2O2S.测量了不同Eu^3 摩尔浓度下的激发光谱和发射光谱,得到从^5DJ(J=0,1,2,3)^-7FJ(J=0,1,2,3,4,5)的发射谱线,并得到位于260,345,468和540nm激发峰。由于激活剂饱和效应,Y2O2S：Eu^3 ,Mg^2 ,Ti^4 发射光谱中513．6,540．1,556．4,587．3和589．3nm属于从^5D2,^5D1到^7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁的发射峰随Eu^3 摩尔浓度的增加相对削弱;激发谱包括位于350nm左右属于电荷转移态吸收(Eu^3 -O^2-,Eu^3 -S^2 )的激发主峰和在可见光区位于468,520和540nm属于Eu^3 离子4f-4厂吸收的激发峰。随着Eu^3 摩尔浓度的增加,位于468,520和540nm的激发峰相对增强。     

KCaY(PO4)2∶Tb3+,Eu3+荧光粉的水热法制备及发光性质研究

采用水热法合成了KCaY(PO₄)₂∶Tb³⁺绿色荧光粉,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征。XRD光谱表明合成的物质为纯相的KCaY(PO₄)₂晶体,属于六方晶系。扫描电镜照片显示样品呈规则的四、六棱柱形状。对样品的发光性质研究表明,随着Tb³⁺浓度增加,离子间的交叉弛豫增强,发射光的颜色从蓝绿色变为黄绿色。通过在上述样品中共掺杂Eu³⁺,利用Tb³⁺→Eu³⁺的能量传递实现了发射光的颜色从绿色到白色连续调制。该荧光粉适合作为紫外、真空紫外光激发的单一基质白光发射荧光粉。     

NaYF4∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料中Stokes和反Stokes发光研究

合成了Eu3+,Tm3+和Yb3+掺杂的NaYF₄材料。360 nm光激发呈蓝色发光,峰值位于452 nm,对应Tm3+的1D₂→3F₄跃迁;395 nm光激发呈橙色发光,峰值位于591 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₁跃迁;409 nm光激发呈红色发光,峰值位于613 nm,对应Eu3+的5D₀→7F₂跃迁;980 nm光激发呈蓝色和红色发光,发光峰位于474和646 nm。蓝光来源Tm3+的1G₄ →3H₆跃迁,红光来源Tm3+的1G₄→3F₄跃迁。在双对数曲线中,蓝光474 nm和红光646 nm的斜率分别为2.1和2.4,在980 nm光激发下,蓝光和红光发射都是双光子过程。还研究了材料的吸收光谱,并利用X射线衍射,扫描电镜测试了材料的物相结构和微观形貌。结果表明：NaYF₄∶Eu3+, Tm3+, Yb3+材料具有较规则的六方相结构,结晶良好。     

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。     

双掺Eu3+ 和Tb3+ 的下转换β-NaYF4的合成与发光性能

采用高温溶剂热法合成了下转换发光材料NaYF₄∶Eu³⁺ 和NaYF₄∶Eu³⁺,Tb³⁺ ,采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、激发(PLE)谱和光致发光(PL)谱对材料的物相结构、形貌特征和发光性质进行了表征和研究,并分析了其发光原理。结果表明:所合成的NaYF₄∶Eu³⁺ 和NaYF₄∶Eu³⁺,Tb³⁺ 为纯六方相晶体,尺寸在100 nm左右;改变Eu³⁺ 和Tb³⁺ 的掺杂浓度后晶格结构没有发生明显变化,说明Eu³⁺ 和Tb³⁺ 取代的是Y³⁺的晶格位置;在394 nm光的激发下,检测到Eu³⁺ 在⁵D₀→⁷F₁ 和⁵D₀→⁷F₂跃迁处的特征发射光,并且可见光强度随着Eu³⁺ 离子掺杂浓度的变化而变化。另外Tb³⁺ 离子浓度对NaYF₄∶Eu³⁺ 晶体结构产生了一定的影响,说明掺杂Tb³⁺ 离子改变了Eu³⁺ 离子所处的配位环境,导致红色发光带增强,而这主要源于电偶极子跃迁的贡献。     

退火温度对GdBO3∶Eu3+/AAO薄膜形貌和发光性质的影响

利用水热反应和高温退火,在100 nm孔径的多孔氧化铝(AAO)模板表面制备了GdBO3∶Eu3+/AAO发光薄膜。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)等手段表征了GdBO3∶Eu3+/AAO薄膜的结构、形貌和发光性质。SEM显示GdBO3∶Eu3+/AAO的形貌可通过调节退火温度控制。XRD和PL的结果表明,在AAO模板的表面所组装的GdBO3∶Eu3+为六方碳钙石型(Vaterite-type)结构。PL的结果表明:5D0→7F2和5D0→7F1的相对发射强度与退火温度有关,5D0→7F2红色发射与5D0→7F1橙色发射之比值随退火温度的降低而增加,降低退火温度可使GdBO3∶Eu3+/AAO样品的色纯度得到改善。     

La3PO7:Eu3+纳米晶的制备和光谱性质

通过燃烧法合成了Eu³⁺掺杂的含氧磷酸镧(La₃PO₇:Eu³⁺)纳米晶颗粒材料。样品的结构、形貌和粒径分别由X射线衍射、扫描电镜和透射电子显微镜得到。测量了样品的发射光谱、激光选择激发光谱和时间分辨光谱。实验结果表明:样品展示的较强红光发射来自于Eu³⁺ 的⁵D₀→⁷F₂辐射跃迁,Eu³⁺在La₃PO₇基质中至少占据两种不同的格位,且具有较低的格位对称性。     

白光LED用Ca7（SiO4）2Cl6∶Eu2+荧光粉的光谱性能研究

通过高温固相法制备了用于紫外激发白光LED的蓝绿色Ca7(SiO4)2Cl6∶Eu2+荧光粉,并对样品进行了XRD分析和发光性能测试。结果表明,合成的样品为单相Ca7(SiO4)2Cl6;在紫外光激发下,样品的发射谱包括418和502nm两个发射峰。分别监测这两个发射峰,得到了峰值位于290和360nm处的两个宽带激发谱,说明Eu2+离子在基质晶格中可能占有两个不同的格位。研究了Eu2+离子浓度对发光强度的影响,最佳掺杂浓度为0.75mol%。结果表明该荧光粉是一种较好的蓝绿色发光材料。