Ba^2＋离子对Sr2Al2SiO7∶Eu^2＋荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体。研究了Ba2+离子在基质Sr2Al2SiO7中的取代位置和机理,分析了Ba2+离子取代Sr2+离子对基质微结构及Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体发光性能的影响。XRD结果表明Ba2+离子取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格,导致晶胞体积增大。进入Sr2Al2SiO7晶格的Ba2+离子由于电负性较大,处在其周围的Eu2+离子外层电子受Ba2+离子影响,电子云膨胀,使发光波长发生红移。同时,掺入Ba2+离子后Sr2-xBaxAl2SiO7晶场强度增强,晶体场对Eu2+离子5d能级的劈裂程度增大,劈裂重心下降。Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体发射主峰位于520nm,与未掺杂Sr2Al2SiO7∶Eu0.022+荧光体的发射峰相比出现红移。

M_2Al_2SiO_7:Eu^(2+)(M=Ca,Sr)荧光粉的合成和发光性质的研究

采用传统的高温固相法合成了一系列M2Al2SiO7︰Eu2+(M=Ca,Sr)荧光粉,并系统地研究了其结构、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱及浓度猝灭和温度猝灭特性.研究结果表明,M2Al2SiO7︰Eu2+(M=Ca,Sr)的激发光谱均在250～300nm和350～450nm范围内具有两个宽的吸收带,与近紫外LED芯片发出的紫外光相匹配.Ca2Al2SiO7︰Eu2+和Sr2Al2SiO7︰Eu2+荧光粉的发射峰分别为位于约536nm黄绿光和487nm处的蓝绿光,它们的发射峰归属于Eu2+的5d-4f跃迁发射.Eu2+在M2Al2SiO7(M=Ca,Sr)中的最佳掺杂浓度均为x=0.005.Ca2Al2SiO7︰Eu2+和Sr2Al2SiO7︰Eu2+荧光粉在375K时的发光强度分别为室温时的69%和68%.

Mg^2+离子对Sr_2Al_2SiO_7∶Eu^2+荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体及掺入Mg离子后Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2+(x=0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)荧光体。XRD分析及晶格常数计算结果表明,Eu2+离子部分取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格。Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体激发谱由峰值位于326nm附近的宽带构成,属于Eu2+的4f→5d跃迁吸收带;发射光谱主峰位于约500nm,属于Eu2+离子4f65d→4f7跃迁导致的宽带发射。XRD结果表明Mg2+添加浓度从x=0.1~1.0增加,Mg2+离子以取代离子形式进入Sr2Al2SiO7晶格。Mg2+离子添加浓度x=0.1时对Sr2Al2SiO7∶Eu2+发射光谱影响不大,Sr1.9Mg0.1Al2SiO7∶Eu02.+02发射主峰仍位于500nm;x>0.2后,Mg2+离子取代Sr2+离子使晶体场强度减弱,Eu2+离子5d能级晶场劈裂减小,导致Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2+发射峰蓝移至460nm。

Sr_(2-x-y)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+),y%Li^+荧光粉的合成与发光特性研究

硅铝酸盐由于其化学性质稳定、原材料易得,是发光材料的一种有效基质,所以受到广泛关注。其中,硅铝酸锶(Sr_2Al_2SiO_7)属于四方晶系,具有稳定的晶体学结构。Sm^(3+)作为一种常用的激活剂,其特征峰在波段300～750 nm内都有分布,有些特征激发峰位于近紫外光区,在近紫外区有强的吸收。因此,以Sr_2Al_2SiO_7为基质、 Sm^(3+)为激活剂可以制备出符合LED要求的红色荧光粉。本工作采用高温固相法合成一系列Sr_(2-x-y)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+),y%Li^+荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、光致荧光光谱(PL)、绝对量子效率测量系统对样品的晶体结构、发光特性以及内量子效率进行表征和测量,并且对样品的XRD进行精修,色纯度计算。结果表明:合成样品均为单相Sr_2Al_2SiO_7,掺杂Sm^(3+)和电荷补偿剂Li^+后,没有引起相变。相对于其他阳离子Sm^(3+)(r=1.079Å)、 Li^+(r=0.920Å)的半径与Sr^(2+)(r=1.260Å)半径最为相近,因此更容易替代Sr^(2+)的格位,并且两种离子半径比Sr^(2+)小而使得样品晶体结构参数a,b,c和v逐渐减小。样品的最佳激发峰在403 nm处,相比于Ca_3Y_2(Si_3O_9)_2∶Sm^(3+)的激发峰出现了3 nm蓝移,表明样品在近紫外光下有较强的吸收,这种长紫外波长的光有利于在照明领域的应用。在403 nm近紫外光激发下,可以看出,在500～750 nm范围内, Sm^(3+)的发射峰位于564 nm(~4G_(5/2)→~6H_(5/2)), 601 nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2)), 648 nm(~4G_(5/2)→~6H_(9/2))和713 nm(~4G_(5/2)→~6H_(11/2)),其中601 nm发射峰强度最大,使样品呈现强烈的橙红色光。发射峰在607与618 nm处出现劈裂现象,是因为晶体场的相互作用引起了能级劈裂。单掺Sm^(3+)的发射光谱强度随着浓度的增加先增大后减小,当掺杂浓度为2%时发光强度最大。利用Blasse提出的能量传递临界距离公式,计算得出临界距离R_C≈19.734Å,从而说明了浓度猝灭原因是Sm^(3+)之间的多级相互作用。根据Dexter理论,计算出多极相互作用函数θ≈6,表明Sr_(2-x)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+)的浓度猝灭机理是电偶极-电偶极(d-d)相互作用。为进一步提高发光强度,掺杂了电荷补偿剂Li^+,使晶体内部电荷达到平衡。实验结果表明, Li^+最佳掺杂浓度为2%,与未加入电荷补偿剂相比,发光强度提高了2倍并测试其内量子效率为43.6%。荧光粉色坐标均在(0.60, 0.39)附近,位于橙红色区域,具有较高色纯度(约92.2%)。该荧光粉在三基色白光LED中的红色成分有应用潜力。

Sol-gel processed Ce^(3+), Tb^(3+) codoped white emitting phosphors in Sr_2Al_2SiO_7

Sr2Al2SiO7：Ce^3＋, Tb^3＋ white emitting phosphors were fabricated using the sol-gel method. X-Ray Powder Diffraction （XRD） analysis confirmed the formation of Sr2Al2SiO7：Ce^3＋, Tb^3＋. Scanning Electron Microscopy （SEM） observation indicated that the microstructure of the phosphor consisted of regular fine grains with an average size of about 0.5-1 μm. Luminescence properties were analyzed by measuring the photoluminescence spectra. The Ce^3＋, Tb^3＋-codoped Sr2Al2SiO7 phosphors showed four main emission peaks： one at 414 nm for Ce^3＋ and three at 482, 543, and 588 nm for Tb^3＋. The emission spectra of the samples with different doping concentrations showed that the Tb^3＋ emission was dominant because of the persistent energy transfer from Ce^3＋. The decay characteristic was better than that prepared by the solid-state process in the comparable condition. The codoped phosphor displayed long persistent white phosphorescence.

复合胶体喷雾自组装Sr_2Al_2SiO_7∶Eu^(2+)荧光体及其发光特性

采用AlOOH/Sr(NO3)2/SiO2/Eu复合胶体喷雾工艺制备了D50=3.83μm球形Sr2Al2SiO7∶Eu2+梯次结构荧光粉。复合胶体喷雾过程形成雾滴,雾滴中纳米粒子组分在表面张力及毛细管力作用下自组装形成梯次结构干凝胶粉。干凝胶粉经1300℃灼烧得到梯次结构Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光粉。X射线衍射(XRD)分析及晶格常量计算结果表明,Eu2+离子部分取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格。Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体激发谱由峰值位于326 nm附近的宽带构成,属于Eu2+的4f→5d跃迁吸收带;发射光谱峰值波长位于约500 nm处,属于Eu2+离子4f65d到4f7跃迁导致的宽带发射。