Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺杂La_(4)GeO_(8)荧光粉的制备及可调发光

为了开发出高效稳定的单一基质白光发射荧光材料,本工作通过高温固相法成功合成了一系列La_(4)GeO_(8)∶Bi^(3+),Eu^(3+)荧光粉样品,并通过X射线衍射、室温光谱、变温光谱等手段研究了实验样品的结构与发光性能。研究发现,Bi^(3+)离子在该结构中占据两种不同的格位(Bi^(3+)(Ⅰ)和Bi^(3+)(Ⅱ)),且在紫外光激发下呈现两个峰值分别在475 nm和620 nm的宽带发射。对于Bi^(3+)、Eu^(3+)共掺样品,由于Bi^(3+)(Ⅰ)与Eu^(3+)之间的竞争吸收、Bi^(3+)(Ⅰ)至Bi^(3+)(Ⅱ)以及Bi^(3+)(Ⅱ)至Eu^(3+)的能量传递作用,可实现蓝色至红色、橙红色至红色的可调发光。特别地,样品La_(4)GeO_(8)∶0.07Bi^(3+),0.06Eu^(3+)在313 nm光激发下可获得CIE值为(0.335,0.319)的优异白色发光。此外,该白光发射材料具有较佳的发光热稳定性,当温度升高至380 K时,发光积分强度仍然为室温的59%,表明其在白光二极管上具有潜在的应用价值。

红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)的制备和光学性能的研究

本文采用高温固相法合成了一系列红色荧光粉CaWO_(4)∶Eu^(3+),Bi^(3+)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计等手段,对样品的晶体结构、微观形貌、光学性能、能量传递方式、荧光寿命和热稳定性进行了表征。结果表明,当Eu^(3+)和Bi^(3+)的掺杂浓度分别为7%和2%时(摩尔分数),荧光粉红色发光(615 nm)最强,理论计算得到荧光粉的平均颗粒尺寸为50.27 nm,这与电子显微镜观察结果相符合。能量传递方式以电偶极-电四极相互作用为主,对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),yBi^(3+)(y=0~6%)系列荧光粉进行了荧光寿命测量,发现它们荧光寿命基本相同,都在0.56 ms左右。对CaWO_(4)∶7%Eu^(3+),2%Bi^(3+)荧光粉在不同温度下的光谱进行比较,并且计算相应的色度坐标,当温度升高时,色度坐标整体左移,发光强度有所变弱,但整体来说热稳定性较好。较好的热稳定性和明亮红光发射表明该荧光粉可以作为潜在商用红光荧光粉。

制备条件对溶胶-凝胶法制备CaSiO_3:Eu^(3+)Bi^(3+)影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备出了CaSiO_3:Eu^(3+)Bi^(3+),并通过实验找到了合成CaSiO_3:Eu^(3+)Bi^(3+)的最佳合成条件。

溶胶-凝胶法制备CaSiO_3:Eu^(3+)Bi^(3+)

采用溶胶-凝胶法制备出了CaSiO_3:Eu^(3+)Bi^(3+),利用DTA样品进行了检测并分析了其反应过程。XRD谱图表明:在CaSiO_3中少量掺杂Eu^(3+)、Bi^(3+)并没有改变其晶体结构。

高压水蒸气对β-Li_(2)TiO_(3:)Eu^(3+)荧光粉的全谱发光性能影响

采用水热法制备荧光粉前驱体后通过高温煅烧的方法,合成了由电偶极跃迁主导的高色纯度的β-Li_(2)TiO_(3):Eu^(3+)红色荧光粉.设计了适用于DHT11的拓扑电路,对荧光粉体湿度和温度进行测试.研究发现,高压腔体中加水量为5 mL,β-Li_(2)TiO_(3):0.5 mol%Eu^(3+)的相对湿度可达81%RH.在波长为396 nm的近紫外光激发下,β-Li_(2)TiO_(3):0.5 mol%Eu^(3+)发射由电偶极跃迁主导的613 nm的红光,荧光寿命为773.36μs,高压水蒸气处理对β-Li_(2)TiO_(3):0.5 mol%Eu^(3+)的电偶极跃迁发射峰和磁偶极跃迁发射峰位置没有变化,但发射峰强度增强并且荧光寿命降至386.81μs.高压水蒸气高压处理后的荧光粉色坐标x=0.47,y=0.51,色温为3300 K,红光色纯度为96.6%,比高压处理前显示出更优异的显色性能.高压水蒸气处理后的β-Li_(2)TiO_(3):0.5 mol%Eu^(3+)电偶极跃迁谱线强度参数Ω_(2)增加至4.21×10^(-19)cm^(2),^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁的荧光分支比β2也增加至96.9%,而量子效率η减小至57%,证实了湿度对荧光粉的发光效率具有极大的影响.

Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)材料的发光性能和温度探测

通过高温固相法成功制备了一系列Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉,对其微观结构、形貌、发光特性和温敏特性进行了表征。Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉具有不同温度敏感性的双发射中心,分别来自于Bi^(3+)离子^(3)P_(1)→^(1)S_(0)跃迁和Mn^(4+)离子的^(2)E_(g)→^(4)A_(2g)跃迁。由于Bi^(3+)、Mn^(4+)离子的发光强度随温度变化的规律不同,利用该特性进行测温研究,在200~500 K范围内,该荧光粉的最大绝对灵敏度和相对灵敏度分别达到0.027 K^(-1)和1.83%·K^(-1),并且观察到荧光粉的发光颜色由橙黄色逐渐变为紫红色。实验结果表明,Ca_(2)MgTeO_(6)∶Bi^(3+),Mn^(4+)荧光粉作为光学测温材料在温度探测方面有一定的潜力。

Bi^(3+)和Eu^(3+)在Ca_2SiO_4中的发光和能量传递

用高温固态反应合成了Ca_2SiO_4:Bi^(3+),Ca_2SiO_4:Eu^(3+)和Ca_2SiO_4:Eu^(3+),Bi^(3+)发光体。讨论了不同掺杂量和掺杂种类时Bi^(3+)对Eu^(3+)的~5D_0-~7F_1,~5D_0-~7F_2发射的影响规律。实验发现,Ca_2SiO_4:Bi^(3+)在紫外线激发下发出明亮的蓝色光,Ca_2SiO_4:Eu^(3+),Bi^(3+)中的Bi^(3+)能将激发能传递给Eu^(3+),使Eu^(3+)的~5D_0-~7F_1和~5D_0-~7F_2两种跃迁都大大加强,同时,Bi^(3+)也发出鲜艳的紫色光。

Bi^(3+)或Sm^(3+)掺杂对NaGd(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉结构和发光性质的影响

采用水热法制备了白光LED用NaGd_(0.95-x)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),x Bi^(3+)(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)和NaGd_(0.95-y)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+),y Sm^(3+)(y=0,0.01,0.02,0.03,0.04)系列红色荧光粉,通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜及荧光分光光度计等表征手段分析了样品的物相结构、颗粒形貌以及发光性质。结果表明:少量离子掺杂对NaGd(WO_4)_2的晶体结构影响较小,样品均为四方晶系、白钨矿结构的纯相;颗粒形貌呈四方盘状,且粒度均匀,分散性良好,Bi^(3+)或Sm^(3+)的引入使颗粒尺寸由原来的4μm分别增加至5μm和6μm。该系列荧光粉均可被近紫外光(394 nm)有效激发,其最强发射峰位于614 nm处,归属于Eu^(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁。掺杂适量的Bi^(3+)或Sm^(3+)可有效提高NaGd_(0.95)(WO_4)_2∶0.05Eu^(3+)荧光粉的发光强度和红光的色纯度,其中Sm^(3+)的引入对其影响更为明显。

基于Eu^(3+)-生物质碳量子点探针的比率型荧光传感体系检测盐酸四环素

该文以橙皮为原料制备的碳量子点(CDs)与铕离子(Eu^(3+))构建双发射比率型荧光探针(Eu^(3+)-CDs)并用于抗生素盐酸四环素的检测。在370 nm激发波长下,Eu^(3+)-CDs荧光探针在425 nm处出现较强的蓝色荧光峰,在617 nm处出现较弱的红色荧光峰。随着盐酸四环素浓度的逐渐增大,Eu3+与盐酸四环素螯合形成的配合物增多,在425 nm处的CDs荧光(I_(F425))逐渐减弱,而617 nm处铕配合物的荧光(I_(F617))逐渐增强,可基于荧光强度比I_(F617)/I_(F425)的变化对盐酸四环素进行测定。考察了Eu^(3+)的浓度、pH值和反应时间对探针荧光强度的影响。在最佳条件下,该双发射比率型荧光探针对盐酸四环素具有特异性识别能力,荧光强度比(I_(F617)/I_(F425))与盐酸四环素浓度在10~100µmol/L范围内存在良好的线性关系,相关系数r^(2)=0.9926,检出限为5.09µmol/L。该方法成功用于猪肉中盐酸四环素含量的检测,加标回收率为102%~110%,相对标准偏差为0.20%~2.4%,具有较好的实用性。

用于痕量监测Zr^(4+)、Cr_(2)O_(7)^(2-)、Fe^(3+)、HPO_(4)^(2-)和指纹识别的功能化Eu^(3+)/Tb^(3+)配位聚合物荧光探针的构筑

采用芳香族π共轭及含氮原子有机连接剂,合成同构铽、铕发光配位聚合物(CPs){[Eu(PLIA)_(1.5)(H_(2)O)_(2)]·H_(2)O}_(n)(1)和{[Tb(PLIA)_(1.5)(H_(2)O)_(2)]·H_(2)O}_(n)(2),其中H_(2)PLIA=5-((吡啶-4-基甲基)氧基)苯-1,3-二甲酸。对合成的配合物进行了结构测定、表征和荧光痕量识别实验研究。2个同构配合物具有理想的三维框架结构,π…π堆积及氢键等弱相互作用增强了其化学稳定性;表征显示配位聚合物1和2具有良好的荧光性质、结晶性、热力学稳定性及结构完整性,可作为荧光传感的材料。1和2对水溶液中的Zr^(4+)、Cr_(2)O_(7)^(2-)和Fe^(3+)、HPO_(4)^(2-)具有选择性好、灵敏度高的荧光识别能力,其检出限分别为0.139μmol·L^(-1)(1,Zr^(4+))、0.626μmol·L^(-1)(1,Cr_(2)O_(7)^(2-))、0.430μmol·L^(-1)(2,Fe^(3+))、1.36μmol·L^(-1)(2,HPO_(4)^(2-))。探究了1和2作为探针的荧光猝灭机理。更有趣的是,1和2具有指纹识别性能,其荧光指纹纹路清晰连贯,细节明显,可被清晰观察。

水热法制备PEG-400辅助下的Bi^(3+)敏化NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉及其发光性能研究

本文通过PEG-400辅助水热合成了NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)-Bi^(3+)红色荧光粉,并且运用XRD、SEM、EDS、PL等测试手段对荧光粉体的结构、形貌、荧光性能进行了表征。实验结果表明:在pH=7.0~10.0范围内,可以制备出纯相的NaLa(WO_4)_2∶Eu^(3+)-Bi^(3+)。当Eu^(3+)的掺量达到5mol%,产品呈现为分散性较好的四方状微晶,粒径为5~6μm。增加Bi^(3+)的掺量,产物形貌向圆球状转变。在λ_(ex)=396 nm的波长激发下,粉体发出强烈红光,此时的Eu^(3+)位于NaLa(WO_4)_2晶体中非反演对称中心位置。当Bi^(3+)的掺杂量为0.8mol%时,Eu^(3+)的荧光强度提升了近4.2倍,持续增加Bi^(3+)掺量,会出现浓度猝灭现象。不仅如此,关于铋离子桥:WO_4^(2-)→Bi^(3+)→Eu^(3+)的级联能量传递机理也进行了探究。

CaSiO_3∶Eu^(3+)荧光粉的合成及光谱性质

利用高温固相法合成了CaSiO3∶Eu3+荧光粉,确定其最佳的合成条件为:烧结温度1200℃;烧结时间3h;助熔剂用量3%;激活剂的配比为2%(摩尔分数).对合成样品进行了荧光光谱分析,结果表明,该荧光粉的光谱中609nm处出现很强的发射峰,归属为Eu3+的5D0→7F2跃迁发射.

Bi^(3+)共掺和能量传递对BaY_2Si_3O_(10):Eu^(3+)发光的调制和增强

荧光粉BaY_2Si_3O_(10):Bi^(3+),Eu^(3+)经高温固相法制备并由X-ray衍射谱仪分析其物相结构。实验结果显示Bi^(3+)共掺下BaY_2Si_3O_(10):Eu^(3+)的激发光谱呈现一个有明显增强的宽电荷转移带(CTB)和系列Eu^(3+)的f-f窄吸收峰,发射谱为Eu^(3+)的~5D_0—~7F_J橙-红光发射。当用285 nm紫外光激发时,Bi^(3+)到Eu^(3+)间存在有效的能量传递,导致Bi^(3+)的宽带紫外发射(中心345 nm)强度减弱,而Eu^(3+)的橙-红光发射显著增强;随着Eu^(3+)浓度的增加,能量传递效率也随之提高。最佳Eu^(3+)浓度为0.4摩尔百分比,此后荧光粉发射强度发生浓度猝灭。结果表明Bi^(3+)共掺时明显改善和提升荧光粉在电荷转移带(200~350 nm)的激发效率。Bi^(3+)到Eu^(3+)间主要的能量传递机制是通过四极-四极相互作用实现,并且能量传递的临界作用距离是1.604 nm。

Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂对Cs_(3)DyCl_(6)钙钛矿光学性能的影响

A_(2)B′BCl_(6)双钙钛矿因其极强的空气稳定性、出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs^(+)作为A^(+)、Dy^(3+)替代Pb^(2+)、Cl^(-)作为卤素合成新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs_(3)DyCl_(6),以Sb^(3+)/Bi^(3+)作为激发剂掺杂,成功制备了非铅钙钛矿材料,研究了Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂对钙钛矿发光特性的影响。结果表明:Cs_(3)DyCl_(6)是一种具有高效激发和宽带发射特性的基质,在不添加任何激发剂的情况下就能够发出蓝绿光。在Sb^(3+)掺杂下,材料的发光向黄光方向移动,随着Sb^(3+)掺杂浓度的继续提高,发光强度开始下降,最佳掺杂比例为5%;Bi^(3+)掺杂时的Cs_(3)DyCl_(6)光学性能与Sb^(3+)掺杂下非常相似,当Bi^(3+)掺杂比例为1%时,发光强度达到最大值,Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂能够有效地改善Cs_(3)DyCl_(6)的光学性能。

Sr_(2)InP_(3)O_(11):Eu^(3+)红色荧光粉的发光性能及占位影响

红色荧光粉是提高发光二极管(LED)显色指数、降低色温的重要组分。本文选择具有红色特征发射的Eu^(3+)作为激活剂离子,以新型磷酸盐Sr_(2)InP_(3)O_(11)为荧光粉基质,通过高温固相反应合成了系列Sr_(2-x)InP_(3)O_(11):xEu^(3+)(简化为S_(2-x)IP_(3):xEu^(3+))和Sr_(2)In_(1-x)P_(3)O_(11):xEu^(3+)(简化为S_(2)I_(1-x)P_(3):xEu^(3+))荧光粉。利用XRD、室温及变温PL光谱、量子效率和荧光寿命,详细研究了所制备荧光粉的光致发光性能及其受阳离子位点(Sr位和In位)的影响规律。研究结果表明,这两类荧光粉在254nm和393nm激发下均可发出明亮的橘红光(593nm和612nm主导)。此外,所合成的荧光粉具有较好的色稳定性和热稳定性,表明其在荧光粉转换型白光LED照明和显示领域具有一定的发展潜力。

Dy^(3+)/Eu^(3+)双掺杂CaLaGa_(3)O_(7)颜色可调荧光粉的制备与发光性能

本文采用高温固相法成功制备了一系列Eu^(3+)单掺和Dy^(3+)/Eu^(3+)双掺CaLaGa_(3)O_(7)单基质荧光粉。通过X射线衍射和发射光谱对荧光粉的物相及发光性能进行了表征。结果表明,所制备的样品均为四方结构,与基质晶体一致,表明成功合成了Eu^(3+)单掺和Dy^(3+)/Eu^(3+)双掺杂的CaLaGa_(3)O_(7)荧光粉。在波长393 nm近紫外光激发下,Eu^(3+)∶CaLaGa_(3)O_(7)表现出Eu^(3+)的特征红光发射(5 D0→7 F2),并且发光纯度高达100%。共掺Dy^(3+)之后,Dy^(3+)/Eu^(3+)双掺CaLaGa_(3)O_(7)荧光粉不仅可以被波长393 nm的光激发还可以被波长348 nm的光激发。不管是哪个波长的光激发,Dy^(3+)/Eu^(3+)∶CaLaGa_(3)O_(7)发射光谱同时包含了Eu^(3+)的特征红光发射和Dy^(3+)的特征黄光发射(4 F_(9/2)→6 H_(13/2))。通过对发射谱和荧光寿命分析得出,双掺荧光粉中Dy^(3+)和Eu^(3+)之间存在有效的能量传递过程。进一步计算了各个样品对应的色坐标,结果表明当激发波长由348 nm改变为393 nm时,色坐标整体上从黄绿色区域移动到黄橙光区域。因此,Dy^(3+)/Eu^(3+)∶CaLaGa_(3)O_(7)是一种光色可调发光材料,在显示和固态照明方面具有良好的应用前景。

Preparation and Luminescence Behavior of CaSiO_3∶Eu^(3+)(Bi^(3+))

CaSiO3：Eu0.08^3＋Bi0.002^3＋ with a monoclinic perovskite structure was synthesized by using sol-gel method, and its luminescence characteristics were investigated. From the excitation spectrum, it can be seen that the main peaks located at 238,396,415,437 and 359 nm correspond to the charge-transfer band of Eu^3＋-O^2- , the absorption transitions of ^7F0.1→^3L6, ^7F0→^5D3, ^7F1→^5D3 of Eu^3＋ ions, and ^3P1→^1S0 of Bi^3＋ ions, respectively. When the samples were excited with a light of wavelength 359 or 395 nm, it can be seen from the emission spectrum that the electronic dipole transition located at 609 nm corresponding to ^5D0→^7F2 of Eu^3＋ ions was stronger than the magnetic dipole transition located at 587 nm corresponding to ^5D0→^7F1 of Eu^3＋ ions, which shows that more Eu^3＋ ions were located in nonreversion center lattices. The energy transfer from Bi^3＋ ions to Eu^3＋ ions in the phosphor was also discussed. The results show that Eu^3＋ ions could be well sensitized by ^3＋ions, and the energy-transfer pattern between Bi^3＋ ions and Eu^3＋ ions was resonance energy transfer.

Tb^(3+)、Eu^(3+)离子共掺杂的MgAl_(2)O_(4)发光性能研究

采用水热辅助固相法,以Al(NO_(3))_(3)·9H_(2)O和Mg(NO_(3))_(2)·6H_(2)O为原料,尿素为沉淀剂,制备了Tb^(3+)、Eu^(3+)共掺杂镁铝尖晶石荧光粉。用X射线衍射、扫描电子显微镜对所得产物的相结构和形貌予以表征,结合荧光激发、发射光谱和CIE色度图分析了荧光粉的光致发光性能。结果表明:在一定浓度范围内,掺杂Tb3+和Eu^(3+)离子后基质MgAl_(2)O_(4)的晶体结构并未发生改变,而当引入沉淀剂后,获得了具有良好分散性的棒状颗粒,且Tb^(3+)与Eu^(3+)间的浓度变化对样品形貌的影响甚微。在此基础上,以377 nm近紫外光作为激发光源实现了可见光区由粉至红的多色可调谐发射。

SrLaLiTeO_(6):Dy^(3+),Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

白光发光二极管(LED)的商业合成方案缺少红光成分,导致合成的白光色温较高、显色性差,因此开发性能优异的单相暖白光荧光粉成为白光LED领域研究的重要课题。以Dy^(3+)和Eu^(3+)为掺杂剂,SrLaLiTeO_(6)(SLLT)为基质,采用固相反应法制备了SrLaLiTeO6:Dy^(3+),Eu^(3+)无机荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色度坐标分析荧光粉的晶体结构及光学性能。结果表明:Dy^(3+)和Eu^(3+)成功进入SLLT晶体,无杂质产生;SLLT:0.07Dy^(3+),yEu^(3+)荧光粉在351 nm激发下能够同时发射蓝、黄、红光,证明了Dy^(3+)和Eu^(3+)之间存在能量传递,弥补了单掺Dy^(3+)荧光粉缺乏红色发射的缺陷;Eu^(3+)离子最佳掺杂浓度为0.05,此时的色度坐标为(0.391 9,0.380 9),色温为3 733 K,接近暖白光区域。因此,SrLaLiTeO_(6):Dy^(3+),Eu^(3+)荧光粉是一种性能优异的暖白光LED荧光粉。

红色超敏LaAlO_(3)∶Eu^(3+)纳米荧光粉的X射线激发光谱及其CIE色度特性

采用溶液燃烧合成法制备新型红色超敏La AOl_(3)∶Eu^(3+)纳米荧光粉,合成的La AOl_(3)∶Eu^(3+)材料具备纯R3c(No.167)结构.采用光谱学方法,研究La AOl_(3)∶Eu^(3+)纳米荧光粉的X射线激发光谱性质.结果显示,在X射线激发下,La AOl_(3)∶Eu^(3+)纳米荧光粉发射出很强的红色荧光,谱带中心波长位于620nm处,发光的淬灭浓度是6.0mol%.CIE色度研究表明,样品具有优良的红色荧光发射特性且浓度效应对色调和色纯度影响较小.说明合成的荧光粉可作为高效闪烁体,在超紫外LEDs和辐射探测等领域有重要的应用价值.