晶相对碳点多色发光的调制及其在白光发光二极管器件中的应用

报道了一种以邻苯二甲酸前体结晶作为基质包覆碳点制备固态荧光材料的方法。通过改变溶剂,微波合成分别发射蓝色和绿色荧光的晶态碳点。详细的结构和光谱表征后发现,在形成碳点的同时,由邻苯二甲酸前体结晶在碳点的周围生长了晶态基质,该基质对碳点的分散作用有效阻断了碳点的聚集,从而阻止了碳点荧光猝灭的发生。并且,晶态基质结构的变化导致了碳点碳核和基质界面处吡啶氮类基团增多,从而致使该碳点发光颜色变化。鉴于其优异的发光性能,所制备晶态碳点用于封装白光发光二极管器件(WLED)。通过与商用荧光粉相结合,蓝色光碳点封装的WLED在色度坐标为(0.37,0.36)时获得了相关色温4061 K、显色指数88.4的暖白光。而绿色光碳点封装的WLED在色度坐标为(0.36,0.34)时获得了相关色温44678 K、显色指数85的暖白光。优异的光度学参数赋予这些荧光纳米材料在光电领域潜在的应用价值。

GdF_3∶Ce^(3+),Dy^(3+)@GdF_3∶Eu^(3+)核壳结构荧光粉溶剂热法制备及其多色发光性能研究

采用溶剂热法合成了核壳结构纳米荧光粉GdF_3∶Ce^(3+),Dy^(3+)@GdF_3∶Eu^(3+)。XRD衍射图样显示所制备纳米晶为正交相;在Ce^(3+)的8S7/2→6IJ激发峰激发下,该核壳结构具有明显的多色发光性能,而在相应的非核壳结构中却由于Ce^(3+)共掺导致Eu^(3+)出现荧光猝灭现象。基于CIE坐标,可以看出该体系的核壳结构具有比非核壳结构优越的发光性能,这主要是因为Gd^(3+)起到媒介离子的作用。最后,讨论了壳厚度对发光的影响,结果发现当核壳的量比为1∶3时,荧光粉具有最大的发光强度。

Ca_(0.8)La_(0.2-x-y)MoO_4∶xTb^(3+),yEu^(3+)荧光材料的水热合成及多色发光性质

采用水热法制备了Ca0.8La0.2-x-y MoO4∶xTb3+,yEu3+荧光材料,并对其结构和发光性能进行了研究。X射线衍射(XRD)分析表明,合成的样品为四方晶系的CaMoO4白钨矿结构,稀土离子La3+、Eu3+、Tb3+的引入不会改变主晶格的结构。荧光光谱表明,与CaMoO4∶Eu3+荧光粉相比,基质中掺杂La后的Ca0.8La0.15MoO4∶0.05Eu3+样品的616 nm(5D0→7F2)处的特征发射峰明显增强。在285 nm紫外光激发下,Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品在545 nm和616 nm处出现的发射峰,分别对应于Tb3+的5D4→7F5跃迁和Eu3+的5D0→7F2跃迁,并且随着Eu3+掺杂量的增加,Tb3+的发射峰逐渐减弱,Eu3+的发射峰逐渐增强,表明该荧光材料中存在着由Tb3+到Eu3+能量传递。随着Ca0.8La0.16-y MoO4∶0.04Tb3+,yEu3+(y=0.01,0.03,0.05,0.07)系列样品中激活剂Eu3+掺杂量的增加,荧光粉实现了从绿色→黄绿→黄色→红色的颜色可调。

基于Tb^3+→Eu^3+能量传递的荧光粉多色发光性能的研究

用一步水热合成了Ba 3 Sc 2F 12:Ln 3+(Ln=Tb,Eu,Tb/Eu)(BSF)荧光粉,首先探究了单掺Tb 3+或Eu 3+条件下产品的发光性能,然后基于Tb 3+的发射光谱(5 D 4→7 F j)与Eu 3+的激发光谱(7 F 0,1→5 D 0,1,2)有较大部分重叠的现象探究了该基质中Tb 3+→Eu 3+的能量传递行为及其机制,最后讨论了伴随能量传递过程出现的荧光粉的多色发光现象.当Eu 3+的掺杂浓度从0%变到0.2%的过程中,荧光粉的发光颜色呈现出明显的差异,具体由绿光变为黄绿光,再经黄光变为近白光,最后变为红光.

多色发光CsPbX3（X=Cl, Br, I）钙钛矿量子点及其LED器件研究进展

CsPbX 3(X=Cl,Br,I)全无机钙钛矿量子点具有高发光量子效率、制备工艺简单、发光光谱可调、较窄的半峰宽、较高的缺陷容忍度等优点,受到了研究人员的广泛关注,已经在太阳能电池、发光二极管、柔性显示和光电探测等领域展示出了广阔的应用前景。目前,CsPbX 3量子点主要通过卤素组分调控,表面改性和掺杂稀土离子、过渡金属离子等手段来实现量子点的多色发光,然后实现多色发光LED器件的制作。总结了近年来多色钙钛矿量子点CsPbX 3(X=Cl,Br,I)的制备、光学性质及其在LED器件中的应用进展。

钙钛矿多色级联发光二极管中多中心载流子均衡分布调控研究

钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有优异的光电特性,在显示应用中表现出巨大的发展潜力。红、绿和蓝单色PeLEDs的研究已经取得了突破性的进展,但是三色钙钛矿共同电致发光的研究始终迟滞不前。本研究在不同钙钛矿之间引入具有空穴/电子产生和传输能力的中间连接层(ICL),实现了蓝绿双色和红绿蓝三色发光中心共同电致发光。一方面,ICL可以抑制不同钙钛矿之间的离子交换和能量转移;另一方面,ICL具有电荷产生和输运功能,能够确保不同发光中心获得足够的载流子实现独立发光。进一步改变空穴传输层(NPB)的厚度可以调控蓝绿双色发光中心之间的能量均衡分布,当NPB厚度为40 nm时,器件表现出最大外量子效率(External Quantum Efficiency,EQE)为0.33%。红绿蓝钙钛矿共同电致发光器件的最大EQE达到0.5%。本工作首次报道了红绿蓝三色钙钛矿共同电致发光,并为钙钛矿多色发光中心共同电致发光提供了具有参考性的策略,推动了钙钛矿在显示应用中的发展进程。

多色长余辉材料的发光性质及动态防伪应用

发光防伪具有可视性强、设计简便的特点,是众多防伪技术中常用的方法。传统防伪材料存在发光颜色单一、防伪图案和颜色静态的缺点,易于模仿,亟需开发可实现动态、可靠防伪性能的发光材料。本工作采用水热法制备了铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料,并对其余辉性能和动态防伪应用进行研究。实验结果表明:通过改变镓锗比,可以调节蓝绿光和红光区的发射强度,实现发光颜色的可调。该系列样品在波长为254和365 nm的紫外光激发下分别呈现白色和红色,发光颜色具有多模态发光特征。此外该系列样品具有多色的余辉发光,不同颜色的衰减速率不同,可以实现余辉颜色随时间发生动态变化的效果。据此设计成的防伪图案,发光颜色在时间维度上具有动态变化特性,可显著提高防伪安全性,表明所制备的铬掺杂镓锗酸锌多色长余辉材料在动态防伪领域有重要的应用前景。

利用核壳结构实现纳米颗粒的多色上转换发光

将多色荧光标记技术应用于生物信息检测可实现快速、实时、同步大规模检测目标生物分子的目的,利用上转换纳米粒子作为多色荧光探针可有效地避免生物组织自荧光对检测信号的影响。本文制备了具有核-壳结构的稀土氟化物纳米粒子,并通过在核与壳不同位置共掺杂不同浓度的敏化离子和发光离子来改变发光离子各发射峰之间的相对强度。利用不同颜色和强度的发射光谱实现了纳米粒子的多色上转换发光。利用透射电子显微镜成像、X射线衍射分析、发光光谱等测量手段对多色上转换发光纳米粒子进行了形貌、结构和上转换发光性质的表征。实验结果表明,具有核-壳结构的纳米粒子尺寸小于30 nm,呈球形。在980 nm红外光激发下,纳米粒子呈现从红色到蓝紫色的颜色可变的上转换发光。

多色高分子薄膜电致发光器件

采用多层高分子发光层和电极层结构实现了在同一ITO基片上产生红、绿、蓝三基色发光。得到电压阈值分别为:蓝色:2 5V,绿色:2 5V,红色:1 8V;发光量子效率:蓝色:2 5%,绿色:1 7%,红色:1 2%;色度坐标分别为:蓝色:(0 16,0 16),绿色:(0 34,0 58),红色:(0 60,0 39)。这种多层薄膜结构可能成为实现高分子彩色发光显示的新途径。

颜色可调Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+)荧光粉的制备、发光性能及能量传递

本文利用高温固相反应法制备了高效黄绿色多色发光荧光粉Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+),其主要窄发射带来自Tb^(3+)的547 nm处,并且由于Dy^(3+)的敏化作用而在250~400 nm区域具有宽激发带,将Dy^(3+)和Tb^(3+)共掺到Ca_(2)LaTaO_(6)(CLTO)基质中,构建能量传递体系。通过激发/发射光谱及寿命衰减曲线测试证实了Dy^(3+)到Tb^(3+)的能量传递过程。Dy^(3+)→Tb^(3+)的能量传递以偶极-四极相互作用为主,能量传递效率可达80%甚至更高。基于该能量传递过程,在Dy^(3+)的特征激发下,通过改变Dy^(3+)和Tb^(3+)的相对掺杂浓度,可以使发光颜色由黄色渐变为绿色,说明发光颜色可调的多色发光荧光粉Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+)在荧光粉转换的白光LED中具有潜在的应用前景。

通过分子间相互作用和机械响应调节苯并噻二唑基分子的发光行为

通过分子构型和分子间相互作用是调节材料的发光颜色和光物理性能的重要途径之一。本文以苯并噻二唑为受体(A)、三苯胺(TPA)和二甲基吖啶(DMAC)为给体(D),设计并合成了两种D‐A‐D和D‐A‐D′型的发光分子,分别为TBT和DBT。两种分子均表现出同质多晶现象(TBT‐O:λ_(PL)=593 nm和TBT‐R:λ_(PL)=616 nm;DBT‐Y:λ_(PL)=570 nm,DBT‐O:λ_(PL)=605 nm和DBT‐R:λ_(PL)=642 nm)。在外界刺激下,对称结构的TBT为四色的可逆光色转换,非对称的DBT分子则表现为不可逆光色转换。本研究为基于苯并噻二唑类刺激响应发光材料提供了重要的分子设计思路。

镧系离子掺杂Li_(0.9)K_(0.1)NbO_(3)荧光粉的多色多模荧光调控及防伪应用

多色多模荧光材料在信息安全加密领域具有重要的应用价值,然而目前多色多模荧光材料的设计合成仍然是一个挑战.本文采用高温固相法制备了一系列Li_(1–x)K_(x)NbO_(3):Pr^(3+)/Er^(3+)/Tm^(3+)单掺及双掺荧光粉.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪以及自搭建的加热装置,对其结构、形貌、光谱学特性以及热释光性能进行表征.研究了Li_(0.9)K_(0.1)NbO_(3)基质中Pr^(3+),Er^(3+),Tm^(3+)单掺及共掺调控的多色多模荧光特性与上/下转换、余辉和光激励荧光机理.基于优异的光谱特性,将三基色荧光粉设计成蝴蝶图案,采用不同波长光选择激发,展现了图案和色彩的动态变化,具有高阶多色多模防伪能力.

全无机钙钛矿量子点的制备及发光性能

针对传统全无机钙钛矿量子点的合成方法中需要惰性气体保护、操作复杂、仪器成本高等问题,采用一种优化的较低温注入法,在大气环境下制备了全无机卤化物钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl,Br,I)量子点。通过将前驱体在120℃下混合并转移至90℃下发生反应,合成了可以覆盖整个可见光光谱区域的多色钙钛矿量子点,并通过稳态和时间分辨荧光光谱仪表征其发光特性。结果表明:在波长325 nm的激发光激发下,CsPbBr_(3)量子点峰位在517 nm处,为窄的半高宽(16.3 nm)的发射峰。量子点的荧光呈双指数衰减,平均寿命5.77 ns。CsPbBr_(3)量子点属于立方晶相,呈均匀单分散的立方体形状,平均晶粒尺寸9.89 nm。该制备方法为全无机卤化物钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl、Br、I)量子点的合成提供了新的方案。

可调控荧光稀土金属聚合物凝胶的合成及性质综合设计实验

设计合成了新型基于稀土(铕,铽)离子的聚合物凝胶,并通过调控铕、铽的比例获得了多色发光体系材料。通过扫描电子显微镜、流变仪、荧光光谱仪等对材料进行表征,确定形貌、流变性能及发光性质。通过铕、铽比例的调控,得到了红光、橙色光、黄光、粉色光和绿光等多色发光稀土聚合物凝胶体系。该实验合成方法简单,涵盖了凝胶的制备、测试、发光性能等多个内容,可以培养学生了解稀土发光材料的发光特点及发光调控等知识,同时通过性能测试熟悉荧光光谱仪、扫描电镜、红外光谱仪等大型仪器的工作原理和操作步骤,有利于学生操作能力、自主探究能力、分析和解决问题能力等综合能力的进一步提高,有利于培养创新型人才。

0-水热合成Sr^_(2)LaF_(7):RE^(3+)(RE=Ce,Tb,Dy,Ce-Tb,Ce-Dy)荧光材料

采用水热合成法在没有添加剂的情况下成功合成了Sr^_(2)LaF_(7):RE^(3+)(RE=Ce,Tb,Dy,Ce-Tb,Ce-Dy)下转换荧光粉。采用X射线衍射(XRD)表征了样品的晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)表征了样品的形貌特征,获得了形态不规则的纳米级Sr^_(2)LaF_(7)晶体。为进一步研究其下转换发光,采用傅里叶F-7000分光光度计得到样品的发射光谱和激发光谱。用光谱详细地证明了Sr^_(2)LaF_(7)中Ce^(3+)-Tb^(3+)、Ce^(3+)-Dy^(3+)之间的能量转移。找到了Ce^(3+)的最佳浓度,调节了Tb^(3+)掺杂的浓度,因为能量转移的作用,得到的发光颜色发生了由蓝到绿的变化。综上所述,获得了不同发射颜色的发光材料,这些材料有望在未来的固态发光显示领域得到应用。

GdF_3:Ce^(3+),Ln^(3+)(Ln^(3+)=Eu^(3+),Tb^(3+),Dy^(3+),Sm^(3+))纳米晶体的制备与发光性能研究

应用共沉淀法,制备共掺同一敏化剂(Ce3+)和不同激活剂(Tb3+,Eu3+,Sm3+,Dy3+)的GdF3纳米晶体。在单一波长(254nm)紫外光的激发下,掺杂不同镧系激活离子的样品能够发射出不同颜色的明亮可见发光,因而适用于多色生物标记。