一种新型可协调绿色荧光材料BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)的发光性质与能量传递（英文）

采用高温固相法制备了BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+),Ce^(3+)系列的荧光材料,讨论了Tb^(3+),Ce^(3+)单掺及Tb^(3+),Ce^(3+)共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递过程。通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试。结果表明,Tb^(3+),Ce^(3+)的掺杂没有改变BaAl_2Si_2O_8晶体的结构。BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621nm对应于Tb^(3+)的5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)特征发射。Ce^(3+)的掺入没有改变BaAl_2Si_2O_8∶Tb^(3+)发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性。发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce^(3+)的敏化作用,还与Ce^(3+)和Tb^(3+)之间存在能量传递有密切关系。通过猝灭法计算了,Ce^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递的临界距离为15.345nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

真空紫外-紫外光激发下的Na_2SO_4:TbF_3的发光性质

在空气中900℃温度下,对纯天然无水芒硝(Na2SO4)和TbF3的混合粉末加热20min,制备了Na2SO4:TbF3发光材料。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。发射光谱有一系列由于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=6,5,4,3,2)和5D3→7FJ(J=6,5,4,3,2)跃迁发射峰。通过监测542nm处发光得到的激发光谱,分别由Tb3+离子4fn→4fn-15d跃迁(187,193,218nm),基质吸收(165,200,240nm)引起的强激发谱和禁戒的f-f跃迁产生的弱激发谱组成。在TbF3的掺杂量在0.3%～2%范围内,随着Tb3+离子掺杂量的增加,真空紫外区的激发谱相应地逐渐增强。

Dy^(3+)激活无水芒硝在真空紫外光激发下的发光性质

在空气中900℃温度下,将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和DyF3的混合粉末加热25min,制备了Na2SO4∶Dy3+新型发光材料。通过同步辐射研究了Na2SO4∶Dy3+的发光性质。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。根据发射光谱得到了不同Dy3+掺杂浓度和不同激发下发光的黄蓝比(Y/B)是不同的。通过监测黄色发光得到的激发光谱,分别由Dy3+,4f9→4f85d跃迁(172nm)、O2--Tm3+之间的电荷转移带(165nm)引起的强激发谱和基质吸收(138,245nm)、对应Dy3+,6 H15/2→4 D7/2,6 H15/2→6 P3/2,6 H15/2→6P7/2跃迁(299,325,351nm)引起的弱激发谱组成。

Tm^(3+)激活无水芒硝在真空紫外光激发下的发光性质

采用高温固相反应方法在空气中制备了Na2SO4∶Tm3+发光材料。用X射线衍射对晶体结构进行了表征。发射光谱由Tm3+内4f12电子跃迁的窄峰组成。激发光谱分别由Tm3+离子4f12→4f11 5d跃迁(183nm),O2--Tm3+之间的电荷转移带(170nm)引起的强激发谱和基质吸收(130,223,258nm)引起的弱激发谱组成。TmF3激活无水芒硝在真空紫外的激发光谱在浓度大于8mg时有猝灭现象。

Cu掺杂无水芒硝的光致发光特性

在气温1 100℃下,将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和Cu的混合粉末加热20 min,制备了Na2SO4∶Cu发光材料。在室温中测量了光致发光谱。通过实验结果发现发射光谱形状依赖于激发波长,在260 nm激发下的发射光谱是由峰值位于430 nm处的宽带谱构成,所得到的宽带谱归属于Cu+内电子的3d94s→3d10跃迁。在300 nm激发下的发射光谱分别由峰值在430和550 nm处的两个宽带谱组成,分别归属于Cu+内3d94s→3d10跃迁和Na2SO4的导带至Na2SO4带隙中Cu2+激发态Cu2+(d9)的跃迁。随着Cu掺杂量的增加,在430 nm处的发光不产生浓度猝灭,而550 nm处产生了明显的浓度猝灭。

Mn激活无水芒硝在真空紫外光激发下的发光特性

在空气中900℃温度下,将纯天然无水芒硝(Na2SO4)和MnCl2的混合粉末900℃加热20 min后,迅速骤冷至室温制备了Na2SO4∶Mn发光材料,并测量了其在室温中真空紫外光激发下的光致发光谱。实验结果表明,在172 nm激发下的发射光谱由峰值位于在592 nm处的宽带谱构成,所得到的宽带谱归属于Mn2+的3d电子组态内4T1→6A1的辐射跃迁。红色发光监测得到的激发光谱分为两类:峰值位于165,233 nm处的基质吸收带和位于191,275 nm处的Mn2+的吸收带。MnCl2掺杂的质量分数在0.1%～0.4%范围内,随着Mn掺杂量的增加,Mn激活无水芒硝(Na2SO4∶Mn)的发射光谱强度相应增强,质量分数达到0.3%后出现浓度猝灭现象。