新型红色荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):Sm^(3+),Eu^(3+)的发光特性和能量传递分析

利用高温固相反应法制备一系列单基质荧光粉Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+),yEu^(3+)(x=0.04~0.09,y=0.03~0.15),并对样品的物相形貌、发光性能、能量传递机制和CIE色坐标进行分析。研究表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):xSm^(3+)荧光粉在激发波长为407 nm时的浓度淬灭点为x=0.07。在Sr_(3)CaNb_(2)O_(9):0.07Sm^(3+),yEu^(3+)荧光粉中,随着Eu^(3+)掺杂浓度的增加,Sm^(3+)的发光强度降低而Eu^(3+)发光强度却先增加后降低,Eu^(3+)的浓度淬灭点为y=0.09。Sm^(3+)→Eu^(3+)的能量传递以电偶极-电偶极相互作用为主,能量传递效率达到76.6%。色坐标图表明Eu^(3+)离子的加入可使色坐标从橙红色区域向纯红色区域移动。此外,样品还具有较高的色纯度和较低的色温。结果表明,Sr_(3)CaNb_(2)O_(9)∶Sm^(3+),Eu^(3+)荧光粉有望成为白光LED发出红光物质的候选材料。

Eu^(3+)掺杂β-Ga_(2)O_(3)的水热法制备及其光学性能

采用高温水热法合成稀土Eu3+掺杂β-Ga_(2)O_(3)荧光粉,研究不同热退火温度对其发光性能的影响。利用X射线衍射仪对样品的物质结构信息进行表征,样品衍射峰发生小角度偏移,表明Eu^(3+)进入β-Ga_(2)O_(3)晶格中。通过拉曼光谱仪对样品的物质结构和组态进行检测,样品的拉曼峰与β-Ga_(2)O_(3)结构的拉曼峰位置一致,并在800℃达到最大峰值,说明此温度下样品的结晶度最好。使用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行观测,不同热退火温度下荧光粉颗粒分布均匀,表明热退火处理后样品的结晶质量良好。在395 nm波长激发光谱作用下,可以看到2种不同的发射光谱,591 nm处为Eu^(3+)(^(5)D_(0)→^(7)F_(1))跃迁产生的橙光发射,612 nm处为Eu^(3+)(^(5)D_(0)→^(7)F_(2))跃迁产生的红光发射,并以发射红光为主。随着退火温度的不断升高,样品的发射光谱强度先增大后减小,并在800℃下达到最大值,表明热退火温度为800℃时荧光粉样品的发光效果最好。水热法合成工艺简单且成本低廉,合成的样品纯度高。高温热退火处理可通过应力作用减少材料中的缺陷,提高结晶度,从而提升荧光粉的发光性能。

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与发光性质

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。利用DTA,TG,XRD,SEM,光谱分析等手段对样品进行了结构和性能分析。实验结果表明,800℃烧结的样品形成已CaAl2O4晶相,样品平均晶粒尺寸为20~40 nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,样品的发光光谱发生了“蓝移”,热释光峰值向高温移动了96℃,且曲线形状变宽,发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,发光余辉时间5 h。

CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)纳米粉体的合成与表征

采用溶胶-凝胶法制备了CaAl2O4:Eu2+,Nd3+纳米粉体发光材料。样品的XRD和SEM分析结果表明:800℃已形成CaAl2O4晶相;样品颗粒尺寸随灼烧温度升高而增加,平均粒径约为20nm^40nm。光谱分析表明:样品的激发光谱为240nm^400nm的宽带谱,在256.6nm和330.6nm处有激发峰。发光光谱是386nm^500nm的宽带谱,峰值位于440nm,与CaAl2O4:Eu2+,Nd3+粗晶材料相比,光谱发生了“蓝移”现象。样品的热释光峰值位于206℃,与粗晶材料相比,峰值向高温移动了96℃,热释发光峰曲线形状也变宽。样品的发光衰减是由初始的快衰减和随后的慢衰减构成,余辉时间为5h。

H_3BO_3对SrAl_2O_4:Eu^(2+)、Dy^(3+)、Nd^(3+)长余辉发光材料性能的影响

为了讨论H3BO3对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料性能的影响,寻找最佳的H3BO3摩尔分数,采用燃烧法以尿素为还原剂在600℃下制备了掺入Eu2+、D y3+、N d3+的S rA l2O4长余辉发光材料.研究了不同摩尔分数的H3BO3对磷光体晶体结构、发光光谱、初始亮度和余辉性能的影响.结果表明:随着H3BO3量的增加激发和发射光谱“蓝移”,硼酸的最佳摩尔分数为0.08.可见H3BO3的含量对S rA l2O4:Eu2+、D y3+、N d3+长余辉发光材料的光学性质有很重要的影响.

蓝色长余辉材料CaAl_2O_4∶Eu^(2+),Nd^(3+)的合成及其发光性能

采用高温固相法合成了系列单相Ca(1-x-y)A l2O4∶Eux2+,Ndy3+(0≤x≤0.045,0≤y≤0.0037)粉末样品,并表征了其发光特性.研究结果表明,样品的发射光谱为最大发射峰位于440 nm的宽带谱,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁.通过对Eu2+,Nd3+掺杂量与样品发光性能之间关系的研究发现,Eu2+和Nd3+最佳掺杂量分别为x=0.001 25和y=0.002 5,并且Nd3+对改善蓝色长余辉材料CaA l4∶Eu2+的余辉性能具有重要的作用.在最佳掺杂条件下,样品的余辉时间可达1 000 m in,初始亮度大于1 200 m cd/m2,60 m in后发光粉的亮度仍然在10 m cd/m2以上.利用正电子湮灭技术和热释光技术,研究了Eu2+和Nd3+对CaA l2O4∶Eu2+,Nd3+材料的发光性能的影响.

掺杂RE^(3+)对CaAl_2O_4:Eu^(2+),Nd^(3+)发光性能的影响

以燃烧法合成了CaAl2O4∶Eu2+,Nd3+,RE3+紫色长余辉发光材料。实验结果表明,掺杂辅助激活剂Pr3+和Ce3+对CaAl2O4∶Eu2+,Nd3+磷光体发光性能有明显影响。掺杂Pr3+的CaAl2O4∶Eu2+,Nd3+样品的发射峰蓝移;掺杂Ce3+的CaAl2O4∶Eu2+,Nd3+样品的发射峰红移。Pr3+或Ce3+掺杂,可以提高CaAl2O4∶Eu2+,Nd3+磷光体的初始亮度,Pr3+或Ce3+在其中起到增加陷阱密度,提高发光亮度的作用。

燃烧法合成SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Nd^(3+)纳米长余辉发光材料

采用燃烧法合成了SrAl2O4∶Eu2+,Nd3+纳米长余辉发光材料。应用正交法优化了合成条件,得到最佳制备条件为,炉温在650℃,硼酸摩尔分数为0.10,n(Al)/n(Sr)为2.0,尿素加入4倍理论用量,Nd2O3物质的量为0.00025mol。研究结果表明,SrAl2O4纯相的铝锶比n(Al)/n(Sr)在1.5～2.0之间,铝锶比从1.0到3.5,依次得到Sr3Al2O6、SrAl2O4、Sr4Al14O25和SrAl12O19的纯相或混相样品。硼酸摩尔分数为0.10的样品发育较完全,晶化程度好。与高温固相法的样品相比,发射峰发生不同程度蓝移。样品平均晶粒尺寸小于100nm。

Eu^(3+)掺杂诱导CsAgCl_(2)相变及其光学温度传感性质

相变是调节材料性能的一种有效方法,在介电、光电、光致发光等领域有着广泛的应用。本文采用水热法合成未知相CsAgCl_(2),并通过升温和Eu^(3+)掺杂将CsAgCl_(2)从未知相转变为正交相。制备的Eu^(3+)掺杂的CsAgCl_(2)具有较高的光学温度灵敏度,在荧光强度模式和荧光寿命模式下的最大相对灵敏度分别为3.63%·K^(-1)和3.20%·K^(-1)。结果表明,CsAgCl_(2)是一种很有前途的高灵敏度光学温度传感材料。

Ca_2BO_3Cl:Eu^(2+),Nd^(3+)的近红外发光与能量传递

用高温固相法制备Ca2BO3Cl:Eu2+,Nd3+近红外发光材料,并运用X线衍射、近红外发光光谱、激发光谱和发射光谱等手段对材料进行表征;研究Eu2+对Nd3+近红外发光性能的影响及相对强度变化的规律,探讨该体系中Eu2+对Nd3+的能量传递机理。研究结果表明:Eu2+的掺入可提高Nd3+的近红外发光强度,当Eu2+和Nd3+的掺杂量(质量分数)分别为3%和5%时,近红外发光最强;Eu2+通过无辐射传递方式向Nd3+有效地传递能量,对Nd3+近红外光有很好的敏化作用。

Ca_(12)Al_(14)O_(33):Eu^(2+),Nd^(3+)长余辉发光粉的合成及其发光性能

采用燃烧法合成出Ca12Al14O33:Eu2+,Nd3+靛蓝色长余辉发光粉。利用XRD和FE-SEM对产物的物相结构和形貌进行了表征,用激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线对样品的发光性能进行了分析。通过正交试验设计,以余辉时间为指标,研究了Eu2+的掺杂量、Nd3+的掺杂量、H3BO3的用量以及尿素的用量对制备条件的影响。研究结果表明:最优化方案制备的Ca12Al14O33:Eu2+,Nd3+长余辉发光粉的发射光谱呈宽发射谱带,波长范围为390~530 nm,发光峰值位于443 nm,余辉时间长达3 240 s。

绿光发射NaZr_(2)(PO_(4))3:Eu_(2+)荧光粉的制备及光致发光性能研究

以高温固相合成法制备Eu^(2+)掺杂NaZr_(2)(PO_(4))3:x Eu^(2+)(NZPO:x Eu^(2+))荧光粉,通过XRD(X射线衍射)、PL(光致发光光谱)、SEM(扫描电子显微镜)、荧光寿命等表征手段,对合成样品的物相、结构和发光性能进行研究。结果表明,NZPO:x Eu^(2+)的晶体结构属于三方晶系,空间群为R-3 c(167),在400 nm近紫外激发下,得到发射峰为500 nm的绿光发射。Eu^(2+)的最佳掺杂浓度为0.04,NZPO:0.04Eu^(2+)发射谱对应的CIE色坐标为(0.236,0.508),色纯度为33.7%,表明NZPO:x Eu^(2+)荧光粉可作为白光LED的潜在绿光发射材料。

Sr_2SiO_4∶Eu^(2+),Nd^(3+)的近红外发光及Eu^(2+)→Nd^(3+)能量传递

用高温固相法制备了Sr2SiO4:Eu2+,Nd3+发光材料,研究了样品中Eu2+对Nd3+的近红外发光敏化。发现Sr2SiO4基质中Eu2+的存在可以大大增强Nd3+的特征近红外发光。通过对样品中不同位置Eu2+荧光激发和发射光谱、荧光寿命以及Nd3+荧光光谱的研究,对Eu2+向Nd3+能量传递的机理进行了分析。在Sr2SiO4中,处于激发态的Eu2+(Ⅱ)可以通过非辐射能量传递过程有效传能给Nd3+,从而直接敏化Nd3+的近红外发光。而处于激发态的Eu2+(Ⅰ)可首先传能给Eu2+(Ⅱ),再进一步通过能量传递敏化Nd3+的近红外发光。

Zn^(2+)掺杂对GdTaO_4:Eu^(3+)荧光粉结构和发光性能的影响

采用高温固相反应法制备了掺杂不同浓度Zn2+的GdTaO4:Eu0·1荧光粉,研究了Zn2+掺杂对Gd-TaO4:Eu3+的结晶性能,晶粒形貌和光致发光特性的影响。以X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激发-发射谱、衰减时间谱等方法对其性能进行了表征。结果表明,Zn2+掺杂可显著提高GdTaO4:Eu3+的光致发光强度,当掺杂浓度x=0·01时,光强被提高至2·7倍,可归因于的Zn2+进入了GdTaO4:Eu3+基质晶格,产生了一定浓度的氧空位以达到电荷平衡,并导致发光中心Eu3+的晶格场发生畸变;当x=0·13时,光强提高至3·2倍,且其衰减时间被缩短至40%,可归因于Zn2+的助熔剂效果;但当x>0·13时,ZnO和GdTa7O19杂相的出现将导致发光强度减弱和衰减时间延长。另外,初步探索表明,Li2CO3和KCl的共掺杂能进一步提高GdTaO4:Eu0·1,Zn0·13的发光强度。

纳米晶ZrO_2∶Eu^(3+)的制备及发光性质

利用共沉淀法制备了纳米晶ZrO2∶Eu3+发光粉体。室温下观测到Eu3+离子的强特征发射,主发射分别在590, 604nm处。观测到Eu3+离子电荷迁移态,并与其他研究系统观测到的Eu3+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Eu3+离子特征发射的影响。其他条件相同掺杂比例不同时,当n(Eu3+ )∶n(Zr4+ )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Eu3+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Eu3+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。

杂质的添加对SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)余辉发光特性的改善

采用溶胶 凝胶法制备SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 磷光体 ,并在合成过程中添加硼或硅以探讨光致发光及长余辉发光性质。发现硼、硅添加物不仅是助熔剂 ,且能改良SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 之长余辉的持续时间及余辉发光强度。基于不同磷光体样品的实验结果比较 ,综合材料表面微结构观察、X射线衍射图谱、热释发光光谱与余辉衰减曲线的测量等实验结果分析 ,推断在SrAl2 O4 ∶Eu2 + ,Dy3+ 中添加硼、硅可导致磷光体缺陷增加并稳定活化剂Eu2 + 的价态。

钬掺杂对SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)发光性能的影响

首次研究了Ho3+掺杂对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。采用燃烧合成方法,在600℃条件下,合成Ho3+掺杂的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+新型长余辉光致发光材料。X射线衍射分析结果表明,合成的样品为单相SrAl2O4单斜晶系磷石英结构。光致发光光谱测量显示,合成样品的发射光谱是连续宽带谱,峰值位于510nm左右,激发光谱是单峰且峰值位于356nm的连续宽带谱。利用单光子计数系统测量了材料的余辉衰减曲线,结果显示Ho3+的适量掺杂可以明显提高铝酸锶的初始发光亮度。当Ho3+的掺入摩尔比例为0.005时,初始亮度是不掺杂Ho3+时的两倍多。对初始亮度增强的机理做了初步的探讨。

Eu^(2+),Dy^(3+)掺杂夜光纤维用发光材料的余辉特性和陷阱能级分布

采用高温固相法制备了夜光纤维用Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+蓝色长余辉发光材料,结合夜光纤维对发光材料性能的要求,通过X射线衍射图谱、荧光光谱、余辉衰减曲线及热释光谱对材料的结构、发光性能和陷阱能级分布进行了表征,重点分析了稀土离子Eu2+和Dy3+的掺量及比例的变化对材料余辉过程和陷阱能级分布的影响。结果表明适中的Dy3+掺量能产生合适的陷阱能级,从而获得较好的余辉效果,Dy3+掺量不同但衰减规律相似,经拟合余辉衰减包括快衰减、中衰减、慢衰减3个过程。而当Dy3+掺量不变,Eu2+掺量达到0.05mol时,发光强度骤然下降,出现发光淬灭。随着Dy3+掺量的增加,陷阱能级的深度E值逐渐变大,当Dy3+掺量增加到0.06mol时,E值反而大幅降低。

SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)磷光粉低成本制备工艺及发光性能研究

以工业铝酸钠溶液制备的氢氧化铝为铝基原料,采用高温固相反应法合成了SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+磷光粉,考察了稀土掺杂量、烧结温度及硼酸加入量对其发光性能、激发光谱及发射光谱的影响,并通过XRD谱及余辉衰减曲线对最佳工艺条件下制备的样品进行表征。结果表明,当稀土掺杂量x(Eu)=3%、x(Dy)=3%,烧结温度为1 300℃,烧结时间为4h,硼酸加入量w(H3BO3)=9%时,所制备磷光粉样品仍保持SrAl2O4的晶体结构,其发光性能最好,发光强度最大,主激发波长在360nm左右,主发射波长在510nm左右;余辉为黄绿色,衰减时间长。

Eu^3+,Tb^3+共掺杂的NaGd(WO4)2颜色可调荧光粉的水热合成及发光性质研究

在不添加任何模板剂的情况下,采用温和水热法,制备了一系列NaGd0.96-x(WO4)2∶0.04Tb3+,xEu3+(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光分光光度计分别对所得样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行分析表征。结果表明:所合成的样品为NaGd(WO4)2的纯相,属四方晶系白钨矿结构。其形貌为规整的四方盘形,尺寸均一、分散性良好。系列样品均能被近紫外光有效激发,通过改变NaGd(WO4)2中Eu^3+/Tb^3+的掺杂浓度,实现了对荧光粉发光颜色由绿色到红色的全色调控。