双叔丁基苯并噁唑噻酚在多孔二氧化硅中发光的研究

利用溶胶凝胶法制备了用有机荧光染料2,5-双(5-叔丁基-1,3-苯并噁唑-2-基)噻酚(2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyl)thiophene,BBOT)的高浓度掺杂的纳米多孔二氧化硅固态薄膜,该薄膜呈现明亮的蓝色发光。通过紫外-可见光谱、瞬态-稳态荧光光谱、光学显微镜技术的研究表明:(1)在掺杂浓度低于6×10-3mol.L-1时,薄膜中荧光染料BBOT的光强比值随浓度呈线性增加;(2)在掺杂浓度低于6×10-3mol.L-1时,显微镜观察可见薄膜发光均匀、没有相分离产生;(3)固体薄膜中分子的荧光寿命比在1,4二氧六环稀溶液中的1.957 ns延长。在掺杂浓度为6×10-3mol.L-1的样品中随着凝胶化程度逐渐升高荧光寿命从固化温度为50℃样品的2.45 ns提高到固化温度为90℃样品的3.04 ns。在掺杂浓度高达6×10-3mol.L-1时,该体系并不产生分子荧光的浓度猝灭。通过对比固态掺杂体系中和相同浓度下1,4二氧六环溶液中BBOT的荧光寿命随浓度和二氧化硅体系凝胶化程度变化的规律,发现多纳米孔二氧化硅基质可以有效地抑制BBOT荧光的浓度猝灭,获得了具有稳定荧光的有机无机杂化材料。

动态缺陷导致Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3):Yb^(3+),Er^(3+)材料上转换和下转移发光不同热猝灭行为研究

掺Eu^(2+)的离子导体Na_(3)Sc_(2)(PO_(4))_(3)具有优异的抗热猝灭性能,是一种很有前景的大功率照明用发光材料。然而,其负热猝灭机理仍有待深入研究。本文以Yb^(3+)/Er^(3+)的f-f跃迁上转换和下转移窄带发射而非更易受干扰的Eu^(2+)d-f跃迁发射为研究对象,旨在获得更清晰的机理。结果表明,热致缺陷/离子的动态迁移能促进高温下辐射跃迁和抑制非辐射跃迁,导致上转换发光具有显著的负热猝灭,下转移发光热猝灭较小。其中,布居速率较慢的上转换过程更容易受到时间尺度与之相当的Na^(+)/空位迁移过程的影响。本研究可为理解发光材料热猝灭机制提供另一种视角。

磁耦合Mn^(2+)-Mn^(2+)离子对发光行为研究进展

过渡金属Mn^(2+)掺杂的半导体/绝缘体作为发光材料在照明、显示等领域具有重要应用。Mn^(2+)离子具有5个未成对的d电子,掺杂在发光材料中通常具有高自旋态,其容易与近邻的Mn^(2+)离子发生交换或超交换作用即磁相互作用。此类相互作用可在分子尺度下对电子自旋产生很强的束缚能力,使得磁耦合Mn^(2+)-Mn^(2+)离子对的发光行为不同于孤立Mn^(2+)离子的发光行为,如荧光寿命变短、异常的发射波长红移/蓝移、多峰发射以及异常的磁光现象等。但由于受到浓度猝灭、缺陷、声子耦合、能量传递、与半导体激子的sp-d交换作用等多因素的影响以及测试技术的限制,对Mn^(2+)-Mn^(2+)离子间磁相互作用的确认及其对发光行为的影响仍存在较多争议。随着研究的不断深入和一些新的表征手段如光磁测量技术的引入,上述问题可以得到部分解决。本文首先简要介绍过渡金属离子磁相互作用类型及其理论基础;然后综述Mn^(2+)-Mn^(2+)离子间磁相互作用对其吸收光谱、发射光谱、荧光寿命和磁光效应的影响,并着重比较探讨了能证明Mn^(2+)-Mn^(2+)磁相互作用的存在及其作用类型的不同技术手段;最后进行总结并对此类材料在LED器件等领域的潜在应用进行了展望。

Mn^(4+)掺杂氟化物窄带发射红色荧光粉的研究进展

白光发光二极管(light emitting diode,LED)由于其具有节能、环保、使用寿命长等优点被誉为新一代固体光源,在照明、显示等领域具有十分广阔的应用前景.目前,商业化的白光LED主要由蓝光LED芯片与黄色荧光粉Y_3Al_5O_(12):Ce^(3+)(YAG:Ce^(3+))组合而成.然而,荧光粉YAG:Ce^(3+)光谱中红光成分不足导致当前白光LED的显色指数偏低(CRI,Ra<80)、色温偏高(CCT>4000 K),难以满足室内照明以及宽色域液晶显示(LCD)背光源等应用的要求.在蓝光芯片+黄色荧光粉组合中添加适量红色荧光粉是改善白光LED光色性能的有效方法之一.近年来Mn^(4+)掺杂氟化物窄带发射的红色荧光粉因其具有发光效率高、热稳定性好、色纯度高以及可以液相合成等突出优点受到了广泛关注,且其谱峰比商用氮化物红色荧光粉更窄,在宽色域液晶显示背光源应用中有广阔的商业前景.本文概述了Mn4+掺杂氟化物窄带发射红色荧光粉的最新研究进展,特别是对其结构特性、合成工艺、发光特性及应用特性等加以剖析,指出了当前Mn^(4+)掺杂氟化物红色荧光粉所面临的挑战,并对其未来的发展及应用进行了展望.

稀土发光的视角探讨固体中热致离子迁移行为

固体中离子的热致迁移/扩散行为不仅影响材料制备、加工和性能,而且还是决定器件寿命的关键因素之一,特别是在高功率激光放大和高功率激光显示等领域。固体中离子在器件或激光热效应下的迁移是短程的、无规则运动,并与点缺陷密切相关。现有的分析手段并不能简单快捷、原位地表征光功能材料中热致离子迁移行为。综述了在稀土掺杂的光功能材料中利用稀土离子自身的发光来探索离子的迁移行为和材料微结构的变化。第一部分先概述了Er^3+离子变温上转换发光与热激活的离子迁移间的关联及其证据,包括离子迁移的起始温度、离子跳跃距离及发光响应距离的估算;第二部分概述Er^3+上转换发光响应热致离子迁移行为的阐释;第三部分探讨了热激活离子迁移导致的材料性质变化如热导等与相应的Er3+发光的变化,以及探测光源热效应对材料的影响;第四部分展示了其相关的潜在应用;最后对本领域作简单总结并展望未来在某些固体化学基础问题研究中的应用。