共掺杂对Y_2O_3:Eu~(3+)纳米晶结构和发光性质的影响

采用燃烧法制备不同离子(M:Li+,Na+,K+,Mg2+,Sr2+,Ba2+,B3+,Al3+)共掺杂的纳米Y2O3∶Eu3+粉末。系统地研究了各掺杂离子对纳米Y2O3∶Eu3+材料的结构、发光性质及其寿命的影响。比较发现,掺杂不仅可以调节纳米材料的尺寸,还可以影响材料的结晶性,尤其是后者对发光性质和荧光动力学过程,如荧光强度、电荷迁移带的位置和5D0的寿命等有重要的影响。     

纳米晶Y2O3:Eu3+红色荧光体的发光性质研究

研究了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光性质。结果表明 :该荧光体最大激发峰位于 2 5 2 6nm ,最大发射峰位于 6 13 4nm ,随着团聚尺寸的增加、煅烧温度的提高和助熔剂的加入 ,Y2 O3:Eu3 红色荧光体的发光强度增大 ;包膜工艺消除了纳米晶Y2 O3:Eu3 红色荧光体的表面缺陷和悬挂键 ,改善了其发光特性。     

原材料Y2O3的结晶性对Y2O2S:Eu3+发光特性的影响

为进一步提高Y2O2S：Eu^3＋的发光性能,采用改善主要原材料Y2O3结晶性的方法,使Y2O2S：Eu^3＋红色荧光粉在20kV和25kV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：Eu^3＋具有更好的晶体质量,Eu^3＋离子品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,电压特性得刮改善。文验表明,获取高质量多晶Y2O3的最佳分解温度为1400℃左右。     

Ag+掺杂的立方相Y2O3:Eu纳米晶体粉末发光强度研究

采用化学自燃烧法制备了不同Ag+掺杂浓度的Y2O3:Eu纳米晶体粉末样品([Y3+]:[Eu3+]:[Ag+]=99:1:X,X=0-3.5×10-2),以及通过退火处理得到了相应的体材料.根据X射线衍射谱确定所得纳米和体材料样品均为纯立方相.实验表明在纳米尺寸样品中随着Ag离子浓度的增加,荧光发射强度随之增加,当X=2×10-2时达到最大值,其发光强度比X=0时提高了近50%.当Ag离子浓度继续增加,样品发光强度保持不变.在相应的体材料样品中则没有观察到此现象.通过对各样品的发射光谱,激发光谱,X射线衍射图谱,透射电镜(TEM)照片和荧光衰减曲线的研究,分析了引起纳米样品荧光强度变化的原因是由于Ag离子与表面悬键氧结合,从而使这一无辐射通道阻断,使发光中心Eu3+的量子效率提高;Ag+的引入所带来的另一个效应是使激发更为有效.这两方面原因使发光效率得到了提高.     

Eu3+:Y态效应2O3纳米微粒的尺寸效应和表面的研究

通过相同掺杂浓度但不同颗粒尺寸的Eu:Y2O3纳米晶,和相同颗粒尺寸但掺杂浓度不同的纳米晶的发光衰减曲线研究了表面态和限域作用对能量传递的影响.纳米晶与体材料相比,有更高的猝灭浓度,分析了纳米材料中发光中心的猝灭浓度提高的原因.由于纳米材料与体材料相比,纳米晶中的缺陷密度很小,纳米晶中有较少的体猝灭中心.选择合适的颗粒尺寸并对其进行表面修饰,将获得较高发光效率和较高的猝灭浓度.     

变温下Y2O3∶Eu3+纳米晶的荧光光谱和动力学过程

通过分析影响Y2O3: Eu3+在488nm激光激发下的5D0→7F2变温荧光发射强度的因素,建立起公式并对实验数据进行拟合,得到纳米晶的温度猝灭速率大于体材料的温度猝灭速率.测得Y2O3: Eu3+纳米晶和体材料的5D0→7F2发射峰的变温线宽,通过内应力和量子限域效应对其不同进行了解释.测量了Y2O3: Eu3+在共振激发下的5D0能级的荧光衰减时间随温度的变化,又利用公式对其进行拟合,得出了相比于体材料,纳米晶的辐射跃迁速率和无辐射跃迁速率均增大,但量子效率变小的结论.然后利用晶格畸变和表面态效应对上述结论进行了解释.     

纳米Gd2O3中两种格位Eu3+的电荷迁移态激发跃迁

观测了粒径分别为15,23,135m的立方相Gd2O3：Eu^3 的选择激发光谱、发射光谱和激发光谱。受强量子限域效应的影响,纳米Gd2O3：Eu^3 的激发光谱的强度表现出对颗粒尺寸的明显依赖性。用Jorgensen公式计算电荷迁移带的位置,与实验测得激发光谱中位置相一致。通过电荷迁移带不同位置的选择激发光谱可以分辨出立方相Gd2O3：Eu^3 中C2和S6格位Eu^3 的发光,从选择激发的发射光谱和激发光谱结果计算出C2和S6格位电荷迁移带的激发光谱,与实验结果相符合。     

Gd2O3:Eu3+纳米晶的燃烧合成及光致发光性质

采用柠檬酸作燃烧剂用燃烧合成法制备了Gd2O3:Eu3+纳米晶.用X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和荧光分光光度计等对Gd2O3:Eu3+纳米晶的结构、形貌和发光性能进行了分析.结果表明:不同柠檬酸与稀土离子配比(C/M)制备的样品经800℃退火1 h后,均得到了纯立方相的Gd2O3:Eu3+纳米晶,晶粒尺寸约为30 nm,尺寸分布较窄,其中以C/M=1.0时制备的纳米晶结晶性最好,发光强度最大.Gd2O3:Eu3+纳米晶主发射峰位置均在612 nm处(5D0→7F2跃迁),激发光谱中电荷迁移态发生红移,观察到Gd3+向Eu3+的有效能量传递.对柠檬酸与稀土离子配比(C/M)对结晶度、发光性质等的影响也进行了分析和讨论.     

立方相Y2O3:Eu纳米晶中C2格位Eu3+的5D0能级量子效率

采用化学自发燃烧法制备了立方相不同粒径的纳米晶Y2O3:Eu(1 mol%),并通过退火处理得到了体相材料,测量了它们的发射谱和处在C2格位上Eu3 的5D0能级室温和10 K下的荧光衰减曲线.利用发射光谱数据计算了Eu3 在不同粒径纳米晶体Y2O3中的光学跃迁强度参数Ωλ(λ=2,4),通过对室温和低温下5D0能级荧光衰减的测量,用两种不同方法估计了处在C2格位上Eu3 的5D0能级的量子效率,对所获得的结果进行了讨论,并对两种获得量子效率不同方法进行了评价.     

Y2O3:Ho/Yb纳米晶的上转换发光性质

采用燃烧法制备了不同尺寸和不同掺杂浓度的Y2O3：Ho／Yb纳米晶,并系统地研究了颗粒尺寸对Y2O3：Ho／Yb纳米晶发光性质的影响。研究发现,随着尺寸的减小,发射强度和荧光分支比均发生了显著变化,Ho^3 的整体发射强度降低,但5^F5→^5I8的红光发射比^5S2(^5F4)→^5I8的绿光发射的荧光分支比增强。尺寸减小,表面原子更易吸附空气中的水和二氧化碳,引入一些较大的振动模式,从而增大了无辐射跃迁的速率,荧光分支比随尺寸的变化被归因于表面效应引起的无辐射弛豫过程^5S2(^5F4)→^5F5和^5I6→^5I7的增强。     

纳米晶Gd2O3：Eu^3＋的制备与发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶Gd2O3:Eu3+发光粉体. 在不同掺杂浓度、不同煅烧温度的系列样品中,均观测到Eu3+离子的特征发射.样品的晶相与发射性质的研究表明:所制备的样品经800~1 300 ℃热处理后,晶相为立方相,1 400 ℃时开始向单斜相转变.荧光强度与Eu3+离子掺杂浓度关系研究表明:在不同掺杂浓度中,Eu3+离子浓度为4%时其相对发射强度最强.在三个不同的煅烧温度中,经800 ℃煅烧的样品其发光效果最好.此外还观察到电荷转移激发态以及基质、Gd3+与Eu3+之间的能量传递.激发谱包含三部分,即电荷转移带、Eu3+的4f内壳层电子跃迁和Gd3+的激发谱.     

纳米晶ZrO2:Eu3+的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2：Eu^3 发光粉体。室温下观测到Eu^3 离子的强特征发射,主发射分别在590,604nm处。观测到Eu^3 离子电荷迁移态,并与其他研究系统观测到的Eu^3 离子电荷迁移态基本相同。比较了不同掺杂比例和不同煅烧温度对Eu^3 离子特征发射的影响。其他条件相同掺杂比例不同时,当n(Eu^3 )：n(Zr^4 )为6％样品发射相对最强。而当掺杂比例相同改变煅烧温度时,600℃煅烧的样品发光较强。分析了Eu^3 离子对ZrO2晶相的稳定作用。铕掺杂的纳米晶二氧化锆样品,随着样品煅烧温度的升高,样品的晶相结构只发生了细微变化。而纯纳米晶二氧化锆在煅烧温度升高时晶相发生了明显的变化。说明Eu^3 离子起到了稳定ZrO2基质晶相的作用。研究发现二氧化锆掺铕样品有较高的浓度猝灭,发射较强且色纯度较好。     

纳米晶Y_2O_3:Eu~(3+)的反常拉曼散射(英文)

作者用燃烧法制备了8nm-50nm的系列纳米晶Y2O3:Eu3+,利用XRD谱确定了纳米晶的晶体结构及晶粒大小。利用两套由不同波长的激光所激发的拉曼光谱,指认了纳米晶Y2O3:Eu3+的拉曼振动模,研究其拉曼光谱。与传统的拉曼光谱学相比较,光谱呈现出明显的反常,其一,是斯托克斯与相对应的反斯托克斯谱峰波数不相等;其二,随晶粒的减小,拉曼谱有明显的变化,包括谱峰的微移、半高宽的增加,以及谱峰强度比的强烈变化;其三,随着激发波长的变化,光谱也呈现出峰位移动的明显变化。这些反常的散射光谱的变化源于纳米结构的本征缺陷。     

SrGa2O4:Eu的合成及其发光性能

采用固相反应法合成了掺杂Eu3 离子的SrGa2O4,用X射线粉末衍射对其结构进行了表征。XRD数据经计算机处理表明:SrGa2O4属单斜晶系,晶胞参数a=0.943nm,b=0.900nm,c=0.839nm,β=89.06°,属P21/c(No.14)空间群。测定了激发光谱和发射光谱,光谱数据表明:SrGa2O4:Eu3 荧光粉的发射主峰在610nm,证明Eu3 离子占据了非反演对称中心的位置。在掺杂Eu3 离子摩尔分数大于1%时,由于晶体场的影响,位于590,610nm附近的2个发射峰均出现劈裂现象,即有2个5D0→7F1(586,597nm)和2个5D0→7F2(609,615nm)发射峰,7F2劈裂出两个分支的强度比例随Eu3 浓度的变化而变化。     

Y3Al5O12∶Eu3+磷光体的溶胶-凝胶法合成及发光特性

以金属烷氧基化合物为原料,采用溶胶-凝胶法在1 000℃下合成了Eu3+掺杂的Y3Al5O12(YAG)磷光体.利用TG-DSC,XRD和发光光谱等对样品进行了表征.结果表明,YAG∶Eu3+的晶相形成温度为991℃.Eu3+在非晶态和晶态YAG中的发射光谱有明显差异.研究了Eu3+含量和烧结温度对Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2发射峰强度的影响.随煅烧温度的升高和Eu3+浓度的增加,Eu3+发射峰强度增强.     

Y2O3:Eu3+纳米晶与体材料在高分辨光谱上的显著区别

报道了Y2O3：Eu^3 纳米晶与体材料在光谱上的显著区别。除了相同于Y2O3：Eu^3 体材料在580．6nm处的激发峰外,Y2O3：Eu^3 纳米晶在579．9nm处出现了一新的较宽激发线。并且,该激发线的寿命要稍短于580．6nm的激发线。579．9nm激发线被归因于靠近纳米晶表面的Eu^3 的发光。纳米晶中存在大量的表面缺陷。表面的晶体场因而发生退化,从而使得4f组态的电子能级发生移动。     

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。     

Sr_2ZnSi_2O_7∶Eu~(3+)的低温合成与发光性能

以介孔二氧化硅MCM-41为硅源,采用低温水热反应与后续煅烧相结合的方法合成Sr2-xZnSi2O7∶xEu3+红色荧光粉。实验结果表明,150℃水热处理16 h后的反应产物含Sr2ZnSi2O7相,经后续950℃煅烧3h得到Sr2ZnSi2O7纯相。在392 nm近紫外光的有效激发下,Sr2-xZnSi2O7∶xEu3+荧光粉显示Eu3+离子的特征跃迁发射,以615 nm的5D0→7F2跃迁发射峰为最强。适量Eu3+的掺杂对Sr2ZnSi2O7相结构几乎没有影响,当Eu3+离子的掺杂量x=0.10时,荧光粉发光强度最大。