白钨矿型钼酸锶基材料的研究进展

具有白钨矿结构的钼酸锶基材料,在发光、光探测、光调制等多个领域中有广泛应用。结合作者及所在课题组10多年的相关研究结果和国际研究状况,总结了白钨矿型钼酸锶基材料的研究进展;分析了钼酸锶基固溶体材料的研究现状;归纳了钼酸锶基材料的研究新动向;展望了白钨矿型钼酸锶基材料的发展趋势。

钼酸锶基二元固溶体粉末的化学溶液沉积法制备及其发光特性研究

采用化学溶液沉积(CSD)技术,用廉价的无机盐(SrCO3、(NH4)6Mo7O24.4H2O)为主要初始原料、常见的有机试剂(丙三醇、冰乙酸和乙二醇甲醚)为溶剂,成功地制备了Ca0.7Sr0.3MoO4和Ba0.3Sr0.7MoO4两类具有白钨矿结构的二元固溶体粉末,并对两种粉体的结构、形貌、颗粒分布以及室温光致发光性能进行了测试。研究表明,两类钼酸锶基固溶体粉末都具有单一的四方相结构,且固溶特性良好,没有检测到明显的杂质峰;固溶体粉末的形貌和尺寸与粉体的成分密切相关,Ca0.7Sr0.3MoO4粉体的晶粒较小,为纳米量级,而Ba0.3Sr0.7MoO4粉体呈现明显的四棱锥外观,晶粒尺寸较大,为微米量级;两类粉末均呈现宽带发光特性,最大发光波长位于蓝绿光波段;Ca0.7Sr0.3MoO4粉体在室温下的发光强度较高,而Ba0.3Sr0.7MoO4粉体在同样条件下的发光强度极其微弱。

Pr^(3+)/Sm^(3+)共掺杂的钼酸锶发光材料的合成与表征

以Pr(NO_3)_3、Sm(NO_3)_3、Na_2MoO_4·2H2O、SrCl_2·6H_2O为原料,采用化学共沉淀法,通过控制掺杂稀土离子的比例和煅烧温度制得一系列的以SrMoO_4为基质的荧光体粉末。XRD结果表明,稀土离子的掺杂量为9%时不会引起基质结构的改变。荧光光谱分析表明,在煅烧温度为800℃时样品的发光性能最好。固定激发波长为λ_(ex)=250 nm,Pr^(3+)在486,619,645 nm处有一组较强的发射峰,对应于Pr^(3+)的~3H_4→~3P_0、~3P_0→~3H_6、~3P_0→~3F_2的跃迁。Sm^(3+)发射光谱中位于566,601,648 nm发射峰,分别对应于Sm^(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(5/2),~4G_(5/2)→~6H_(7/2),~4G_(5/2)→~6H_(9/2)的跃迁。

掺镱钼酸锶激光晶体的光谱研究

通过晶体的吸收光谱和荧光光谱研究了Yb3+∶SrMoO4激光晶体的光谱性能。由吸收光谱得到晶体在976 nm有最强吸收,该处的吸收截面为1.71×10-20cm2,吸收半峰宽为71 nm。由荧光光谱得到晶体的发射峰在1 021 nm,发射谱带半峰宽为44 nm。由倒易法计算了晶体的发射截面,计算得出晶体在1 021 nm处的发射截面为1.24×10-20cm2。通过拟合荧光寿命衰减曲线得到Yb3+∶SrMoO4晶体的荧光寿命为878μs。由光谱数据计算了Yb3+∶SrMoO4晶体的激光参数,计算得到饱和泵浦功率密度为4.35 kW/cm2,在激光输出波长处净透过所需要激发粒子的最小分数为10.08%,最小泵浦功率密度为0.44 kW/cm2。Yb3+∶SrMoO4晶体具有较大的吸收和发射半峰宽,较长的荧光寿命和较低的激光阈值,可成为一种潜在的LD泵浦激光材料,可能应用于飞秒激光及可调谐激光领域。

钼酸锶红色荧光粉的燃烧合成及其表征

采用燃烧法合成了SrMoO4:Eu3+红色荧光粉,用X射线衍射(XRD)和荧光光谱对其结构和发光性能进行了表征。研究了燃烧温度、保温时间、Eu3+和电荷补偿剂Na+浓度对荧光粉发光性能的影响,确定了燃烧合成SrMoO4:Eu3+红色荧光粉的优化工艺参数。SrMoO4:Eu3+荧光粉样品的激发光谱在200～350nm之间有一个宽带主激发峰和分别在近紫外394nm、蓝光465nm处有2个次激发峰,其红光发射峰位于617nm处。

化学溶液沉积制备钼酸锶多晶薄膜中工艺参数影响的研究

采用化学溶液沉积技术,在单晶硅衬底上制备了钼酸锶多晶薄膜;利用XRD和SEM分析了薄膜的晶相和形貌;系统研究了化学溶液沉积制备钼酸锶多晶薄膜中的工艺参数,包括化学溶液的组成(醇、酸的含量)、溶液浓度、热处理工艺以及采用不同的锶盐等,对钼酸锶薄膜生长的影响。研究结果表明,采用化学溶液沉积技术制备的钼酸锶多晶薄膜均具有单一的四方相结构;除溶液中的醇含量之外,所讨论的工艺参数对薄膜的相结构、形貌、显露晶面等均会带来一定的影响;优化工艺参数、控制工艺规范对于获得结构致密、晶粒发育良好的钼酸锶薄膜是非常重要的。

铕、镨掺共掺杂的钼酸锶的合成与光谱性质

以Na_2MoO_4,SrCl_2,Tb(NO_3)_3和Pr(NO_3)_3为合成原料,通过共沉淀法制备了Sr_(0.95)MoO_4:xPr^(3+):(0.05-x)Tb^(3+)荧光粉.采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱分析(IR)、荧光光谱分析(PL)对样品进行了表征.XRD分析结果说明5%的总掺杂量没有使基质结构发生变化.荧光光谱分析表明Tb^(3+)的4f^8-4f^75d^1的跃迁过程和Mo-O的电荷转移是与宽带吸收有关,在287nm处有最强峰.发射光谱主要是由四个发射峰组成:由于Tb^(3+)的~5D_4→~7F_5跃迁发射,在544nm处出现主峰;Tb^(3+)的~5D_4→~7F_6,~5D_4→~7F_4,~5D_4→~7F_3跃迁分别在491,588,622nm处.Tb^(3+)在223nm紫外光的激发下,Tb^(3+)的~5D_4→~7F_6,~5D_4→~7F_5,~5D_4→~7F_4,~5D_4→~7F_3跃迁会在486,543,583,617nm处有一组发射峰.Pr^(3+),Tb^(3+)同时掺杂在基质中时,~5D_0-~7F_2能级跃迁发射会在490nm附近产生Pr^(3+)的主发射峰,~5D_0-~7F_1能级跃迁会在583nm附近产生弱发射峰.

Tb^(3+)浓度对SrMoO_4:Tb^(3+)发光性能的影响

采用溶胶-燃烧法合成了Tb3+掺杂的SrMoO4荧光粉并研究了它的发光性能。X射线衍射(XRD)显示,前驱物在750℃下灼烧3 h得到的样品为纯相的SrMoO4。样品的激发谱由一宽带和一组窄峰组成,其中激发强度较强的峰位于288 nm和375 nm。发射谱由4组窄带组成,其中最强峰位于548 nm。对于548 nm(5D4→7F5)发射峰,最佳的Tb3+掺杂摩尔分数为0.05,其浓度猝灭机理为Tb3+离子的电偶极-电偶极相互作用。当尿素用量为理论用量的3倍时,发光强度最强。最佳烧结温度为750℃,最佳烧结时间为3 h。当Tb3+摩尔分数为0.05时,样品发光的CIE色坐标为(0.279 4,0.565 2)。结果表明,Tb3+激活的SrMoO4是一种较好可应用于白光LED的紫外激发的绿光发光材料。

SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉的形貌调控和发光性能

以Sm^(3+)为激活剂,Na^+为电荷补偿剂,柠檬酸为配位剂,乙二醇作为辅助配位剂,采用溶胶-凝胶法合成前驱体,然后在800℃下焙烧,成功制备了一系列SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+红色荧光粉。用X射线衍射仪、扫描电镜、荧光光谱和傅里叶变换红外光谱等手段对样品的物相、形貌、组成、发光性能和量子效率等进行测试和表征。分析结果表明:制备的SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉均为四方晶系结构,掺杂离子的加入对基质晶体结构影响不大。在403 nm近紫外光激发下,产物有4个发射峰,分别位于563、600、647和707 nm处,归属于~5G_(5/2)→~6HJ(J=5/2,7/2,9/2,11/2)的电子跃迁,其中位于647 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。当Sm^(3+)的掺杂物质的量分数为1%~3%时,发光强度最好,当浓度超过1%~3%时,会发生荧光猝灭。对实验数据进行分析,确定荧光猝灭机理是由于钐离子间交换作用引起的,并计算了能量传递的临界距离为1.77~2.56 nm。此外,还详细研究了乙二醇对SrMoO_4∶Sm^(3+),Na^+荧光粉形貌的影响,研究结果表明:乙二醇加入量为5 m L时,产物形貌均匀,呈球形或椭球形;且分散性较好;荧光强度最大。

铽-铕共掺杂的SrMoO_4荧光体的制备与发光性质

本文以Na2MoO4、Eu2O3、Tb4O7和SrCl2为主要原料,通过共沉淀法制备了Sr0.95MoO4∶xEu3+∶(0.05-x)Tb3+荧光粉。通过X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱分析(PL)对样品进行了表征。XRD分析结果表明产物为纯白钨矿型纯四方相SrMoO4,5%的总掺杂量没有引起基质结构的变化。样品在800℃时,发光性能最好,在223 nm紫外光的激发下,Tb3+在486 nm、543 nm、583 nm、617 nm处有一组发射峰,分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的跃迁。Eu3+、Tb3+共掺杂时,发射光谱中Eu3+主发射峰位于611 nm附近,归属于5D0-7F2能级跃迁发射,而位于583 nm附近的弱发射峰归属于5D0-7F1跃迁。

SrMoO_4薄膜的化学溶液制备技术和发光性质研究(英文)

利用化学溶液技术制备了具有单一白钨矿结构的SrMoO4多晶薄膜。用X射线衍射仪(XRD)分析了薄膜的晶相结构,用红外光谱(IR)对薄膜的均一性进行了表征,用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行了观察。采用荧光光谱仪测试了所制SrMoO4薄膜在不同温度下的光致发光特性。研究结果表明,在276nm的紫外光激发下,钼酸锶薄膜室温条件下显示出良好的光致发光特性,呈现宽带(～300nm)的发光特征。另外,光致发光光谱的峰值呈现出明显的温度漂移特性,从511nm(11K)变化到484nm(293K)。此外,本文还讨论了SrMoO4薄膜在闪烁材料和紫外成像薄膜材料方面的可能应用。

红色荧光粉SrMoO_4:Eu^(3+)的高温固相法制备及其表征

本文采用高温固相法合成了以SrMoO_4为基体掺杂Eu^(3+)的红色荧光粉。该荧光粉是四面晶系,能被394 nm近紫外光和464 nm蓝光有效激发,发射出615 nm左右的红光。由实验得出最佳助溶剂的量为3%,最佳制备温度是800℃。将所得的荧光粉与市售的黄色荧光粉混合制备LED灯珠,研究表明能够对灯珠的色温起到调节作用。

新型红色荧光粉Sr2ZnMoO6：Sm3＋的制备与发光性能

采用高温固相法合成了Sr2ZnMoO6∶Sm3+新型红色荧光材料,并对其发光特性进行了研究。XRD测量结果表明所制备样品为纯相Sr2ZnMoO6晶体。样品的发射光谱由一系列锐谱组成,分别位于563 nm(4G5/2→6H5/2)、598 nm(4G5/2→6H7/2)、607 nm(4G5/2→6H7/2)和645 nm(4G5/2→6H9/2),最强发射为645 nm。样品激发光谱由电荷迁移带CT和Sm3+离子的特征激发峰组成,主激发峰位于284 nm(CT)和403 nm(6H5/2-4L13/2)。随着Sm3+浓度的增大,Sr2-xZnMoO6∶xSm3+材料的发光强度先增大后减小,在x≥2%时,发生浓度猝灭现象。根据Dexter理论分析其猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。比较了Li+、Na+和K+作为电荷补偿剂的作用,发现均使Sr2ZnMoO6∶Sm3+材料的发射强度得到增强,但以Li+补偿效果最为显著。

SrMoO_4粉体的化学溶液沉积制备及其发光性能研究

采用化学溶液沉积技术,用廉价的无机盐作为初始原料、常见的有机试剂为溶剂,制备了晶相单一且结晶良好的钼酸锶粉体;借助XRD、SEM和荧光分光光度计,对钼酸锶粉体的晶相、形貌、粒径分布和室温光致发光性能进行了表征。结果表明,所制备的钼酸锶粉体具有单一的四方相;粉体晶粒发育饱满、晶界清晰,晶粒呈现不规则的球状,尺寸在纳米-微米量级;在室温下钼酸锶粉体呈现白钨矿型钨钼酸盐的本征发光特征,在强度最大的激发波长为(296±4)nm时,强度最大的发射波长在470nm左右。

稀土离子Eu^(3+),Tb^(3+)掺杂SrMoO_4体系的制备及发光性能研究

本文选取了钼酸铵作为基质,采用高温固相法制备了稀土离子Eu3+、Tb3+单掺和共掺杂的发光材料。分别对其发光性能进行了表征,对材料在UV光激发下的发光特性进行了阐述分析,并对其发光机理以及稀土激活剂离子之间的能量传递关系进行了研究。

SrMoO_4∶Tb^(3+)绿色发光材料的微波辐射法合成及发光性能

以活性炭粒为吸收剂采用微波辐射法合成了SrMoO4∶Tb3+绿色发光材料。用X射线粉末衍射仪、荧光分光光度计对样品进行了分析和表征,探讨了微波反应时间、Tb3+的摩尔掺杂量、助熔剂等对样品结构和发光性质的影响。结果表明:所合成的SrMoO4∶Tb3+晶体结构与SrMoO4相似,属四方晶系结构,I41/a空间群。样品的激发光谱是由位于200~350nm的1个宽带和350~500nm的一系列尖峰构成。宽带吸收与Mo--O的电荷转移和Tb3+的4f8--4f7 5d1跃迁过程有关,最强峰位于287nm左右。350nm以后的吸收峰是由于Tb3+的4f--4f跃迁引起的。发射光谱主要由4个发射峰组成:主峰位于544nm处,属于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁发射;另外3个弱发射峰位于490、587、622nm处,分别属于Tb3+的5 D4→7 F6、5 D4→7 F4、5 D4→7 F3跃迁。当反应时间为30min,微波功率为中高火(560W),Tb3+摩尔量为0.06,助熔剂H3BO3的用量为4%(质量分数)时,样品的发光强度最大。

白光发光二极管用荧光粉Ca_(0.5)Sr_(0.5)MoO_4:Eu^(3+)的制备及表征(英文)

采用以柠檬酸作为螯合剂的溶胶–凝胶法成功制备了新型纳米级红色荧光粉Ca0.5Sr0.5MoO4:Eu3+。通过X射线衍射、扫描电镜和荧光光谱等对该荧光粉进行了表征。结果表明:该荧光粉平均粒径为700 nm,在近紫外区395 nm和蓝光区467 nm光激发下都可发射出615 nm处的强烈红光,此外,Ca0.5Sr0.5MoO4:Eu3+中Eu3+离子的最佳掺杂量为10%、最佳烧结温度为1 000℃、助熔剂Na+的引入使样品的发光强度增加了5倍。Ca0.5Sr0.5MoO4:Eu3+荧光粉是一种潜在的白光发光二极管用红色荧光粉。

SrMoO_4:Dy^(3+)荧光粉的制备及发光性能(英文)

采用高温固相法合成了SrMoO4:Dy3+荧光粉。在紫外光(λ=353nm)激发下,该样品发射出Dy3+的特征光谱。用热分析仪、X射线粉末衍射和荧光光谱对样品的结构、性能等进行了研究,考察了Dy的掺杂量、不同助熔剂对样品的结构和性能的影响,并讨论Dy3+浓度猝灭机理。研究表明:合成过程中添加适量的复合助熔剂Li2CO3+H3BO3,并当Dy3+的掺杂量为4%(摩尔分数)时,样品的荧光强度最强。这也说明了能量从基质MoO42–传递到Dy3+是十分有效的。

硬模板法制备固体氧化物燃料电池复合阳极GDC–SrMoO_4–YSZ

以活性炭纤维为模板,用硬模板法合成钙钛矿材料Sr Mo O_4,并在Sr Mo O_4阳极上浸渍Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(GDC),制备出GDC–Sr Mo O_4–YSZ复合阳极。分别以Sr Mo O_4–YSZ和GDC–Sr Mo O_4–YSZ为阳极,制备了固体氧化物燃料单电池,并测试了其电性能。探究了不同浸渍次序下,阳极的材料组成对电池发电性能的影响。结果表明,以CH4为燃料,工作温度为800℃时,Sr Mo O_4中浸渍GDC质量分数为50%,Sr Mo O_4与YSZ质量比为5:5的阳极材料,最大功率密度为317.15 m W/cm^2;Sr Mo O_4–YSZ中GDC浸渍量为50%时,单电池性能最佳,最大功率达到361.01 m W/cm^2。

Ca_(0.7)Sr_(0.3)MoO_4:Eu^(3+)红色荧光粉发光性能的改进（英文）

采用水热法制备了Ca0.70Sr0.18Mo O4:Eu0.083+,Ca0.70Sr0.18-1.5xMoO4:Eu0.083+,Lax3+与Ca0.70Sr0.18-yMo O4:Eu0.083+,La0.043+,Nay+红色荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光分光光度计对样品的物相、形貌以及发光性能进行测试和表征。结果表明:La3+离子的共掺杂可显著增强Eu3+离子的发光性能。当La3+的掺杂量为4%(摩尔分数)时,在395 nm激发下,位于616 nm处的主发射峰的相对发光强度最大。另外,电荷补偿剂Na+的引入,也明显增强了荧光粉的发光强度,荧光粉的最高发光强度是未引入Na+荧光粉的1.47倍。