Dy^(3+)掺杂CaWO_4荧光粉体的制备及发光性能

采用固相陶瓷方法制备了Dy3+掺杂的CaWO4∶Dyx3+荧光粉体。采用XRD、SEM和FT-IR对制备粉体的微观结构进行了表征;采用荧光分析法研究了制备的荧光体的室温光致发光性能;探讨了掺杂剂Dy3+浓度对CaWO4∶Dyx3+荧光粉体的微结构和光致发光性能的影响。结果表明,制备的CaWO4∶Dyx3+荧光粉体为白钨矿结构,Dy3+的掺入会抑制CaWO4∶Dy3x+晶粒的生长。当Dy3+的掺入量为1%(摩尔分数)时,其在480nm(蓝)和575nm(黄)的发射强度达到最大;随着Dy3+浓度的增加,其特征发射峰(480nm和575nm)强度反而逐渐下降。

纳米晶CaWO_4∶Dy^(3+)的制备和发光性质的研究

使用共沉淀法制备了纳米晶CaWO4∶Dy3+发光粉体。通过对比不同煅烧温度下样品的发射谱,发现所制备样品均可观测到Dy3+离子的强室温特征发射。用基质吸收峰和353nm分别激发纳米晶CaWO4∶Dy3+,由其发射谱可推测出样品中的基质和Dy3+离子之间存在能量传递。给出了纳米晶CaWO4∶Dy3+的发光机制图并且从微观解释了基质和稀土离子之间的能量传递。通过对比不同掺杂浓度下Dy3+离子发射光谱,发现将Dy3+掺杂到CaWO4基质中会发生浓度猝灭。

CaWO_4∶Dy^(3+),Sm^(3+)的发光性质和能量传递

使用化学共沉淀法制备出Dy^(3+)、Sm^(3+)共掺杂CaWO_4荧光粉,X射线衍射结果表明样品为体心四方晶系。荧光光谱显示Dy^(3+)特征发射强度远大于Sm^(3+)特征发射,煅烧温度达到950℃时,Dy^(3+)的特征发射峰强度明显增加。基质与稀土离子之间存在能量传递,Dy^(3+)离子和Sm^(3+)离子之间存在能量传递。

溶胶-凝胶法制备Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)白光发射荧光粉及其性能

通过溶胶-凝胶法制备了具有白光发射的Gd_(4)Ga_(2)O_(9):x%Dy^(3+)荧光粉,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)和荧光光谱等对产物的物相结构、形貌、组分和光学性能进行研究,并分析了Dy^(3+)掺杂量对样品的影响。XRD结果表明,所制备的样品为Dy^(3+)掺杂的Gd_(4)Ga_(2)O_(9)单斜晶体和少量Ga_(2)O_(3)杂质相的混合物。紫外-可见漫反射光谱结果表明制备的Dy^(3+)掺杂Gd_(4)Ga_(2)O_(9)晶体是一种光学带隙为5.29 eV的直接带隙半导体。荧光检测结果表明Dy^(3+)掺杂Gd_(4)Ga_(2)O_(9)荧光粉可被属于Gd^(3+)激发带的275 nm紫外光有效激发,并在490 nm和575 nm附近分别发射出属于Dy^(3+)的^(4)F_(9/2)→^(6)H_(15/2)和^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)跃迁的蓝色和黄色的强烈光,证实在Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)样品中存在显著的由Gd^(3+)到Dy^(3+)的能量传递发光现象。同时,对其发光机制进行了讨论。样品的发光强度随着Dy^(3+)掺杂量的变化而变化,同时影响着样品的发光颜色,Dy^(3+)掺杂量为1.5%和2%时制备的荧光粉可在紫外光激发下分别发射出CIE色坐标为(0.3362,0.3512)和(0.3381,0.3523)、相关色温为5340 K和5263 K的白色光。研究结果表明Gd_(4)Ga_(2)O_(9):Dy^(3+)是一种潜在的紫外光激发白光发射荧光材料。

碱金属离子共掺Sr_(3)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶Dy^(3+)发光性能研究

本文采用高温固相法制备了一系列新型Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶xDy^(3+)(x=0~0.40)(摩尔分数)及Sr_(2.68)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶0.16Dy^(3+),0.16M^(+)(M=Li、Na、K)荧光粉。EDS能谱分析证实该荧光粉中存在Sr、Ga、Ge、O、Dy元素。系列Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶xDy^(3+)在350 nm光激发下产生了以568 nm为主波长,对应于^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)跃迁的强黄光发射。荧光粉的发射光谱显示,其发射强度随Dy^(3+)浓度的增加而变化,且当x=0.16时达到最强。共掺杂碱金属M(M=Li、Na、K)作为电荷补偿离子,其中Li^(+)对增加Dy^(3+)的发射强度效果最明显,使得荧光粉的发射强度提高到没有电荷补偿离子时的2倍。此外,随着Dy3+掺杂浓度的提高,荧光粉的荧光寿命不断减少。最后探讨了荧光粉Sr_(2.68)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)∶0.16Dy^(3+),0.16Li^(+)的CIE色度坐标和热稳定性,其CIE色度坐标为(0.3719,0.4046),位于黄色区域,在453 K的发光强度约为其室温发光强度的95.5%。因此,Dy^(3+),Li^(+)共掺杂Sr_(3-x)Ga_(2)Ge_(4)O_(14)荧光粉是潜在的显示器件和白光LED器件候选材料。

多面体CaWO_4:Dy^(3+),M^+(M=Li,Na,K)荧光粉的制备及其发光性能

以溶剂热法合成多面体CaWO_4:Dy^(3+),M^+(M=Li,Na,K)荧光粉,考察Dy^(3+)掺杂量、Li^+掺杂量、掺杂碱金属离子种类等对产物发光性能的影响。利用XRD、SEM、DRS、PL等对产物进行表征。XRD结果表明:产物CaWO_4:Dy^(3+),M^+(M=Li,Na,K)为四方晶系结构;在波长为256 nm激发下,CaWO_4:Dy^(3+),M^+(M=Li,Na,K)荧光粉,在574 nm处显现出强发射峰,其发光强度相对未掺杂碱金属离子的CaWO_4:Dy^(3+)发光强度明显提高,其中多面体CaWO_4:Dy^(3+),Li^+是CaWO_4:Dy^(3+)发光强度的3倍。

单一基质白光荧光粉CaWO4∶Dy^3+的合成及荧光性能研究

采用高温固相法,成功制备了Dy^3+离子掺杂的CaWO4∶Dy^3+发光材料。利用X射线衍射、拉曼光谱和荧光光谱对其结构和荧光性能进行表征,探讨了Dy^3+浓度对CaWO4∶Dy^3+结构和发光性能的影响。结果表明:Dy^3+可以有效掺入到CaWO4基质中,且不改变基质原有的晶体结构,获得单一的白钨矿结构。用基质吸收峰激发CaWO4∶Dy^3+晶体,由发射谱推测样品中基质和Dy^3+之间存在能量传递。对比不同掺杂浓度下Dy^3+的离子发射光谱,发现随掺杂浓度的不同,480nm(蓝)和575nm(黄)的发射强度有明显变化,证实浓度为4%(摩尔分数)时强度达最大。

微波法合成CaWO_4∶Eu^(3+)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用微波法合成了四方晶系的CaWO4∶Eu^(3+)红色荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱(PL)等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了结构控制剂种类、PEG添加量、Eu^(3+)掺杂浓度、设置温度、反应物浓度等对合成CaWO4∶Eu^(3+)发光材料的发光性能以及形貌的影响。实验结果表明,所合成四方晶系的CaWO4∶Eu^(3+)红色荧光粉在393nm紫外激发下的发射主峰位置在614nm处。当反应条件分别为PEG添加量为1.00g、Eu^(3+)掺杂浓度20%、设置温度为120℃、反应物浓度为0.06mol/L时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的红色。

白色荧光粉NaGd(MoO_4)_2:Dy^(3+),Eu^(3+)的水热合成及发光性能

采用谷氨酸辅助水热法合成了八面体形NaGd(MoO4)2:Dy3+,Eu3+白色荧光粉.X射线衍射结果表明,合成的样品为四方晶系的NaGd(MoO4)2纯相.扫描电子显微镜照片显示所制备的粒子为八面体形,各边长约为2μm.荧光光谱结果表明,在NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,yEu3+(y=0,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%)样品中,随着Eu3+掺入量的增加,Dy3+的发射峰逐渐减弱,而Eu3+的发射峰逐渐增强,说明Dy3+-Eu3+之间存在能量传递.通过色坐标图可知,当Eu3+掺杂量y=0.9%时,荧光粉的色坐标(0.338,0.281)与标准的白光色坐标(0.33,0.33)接近,表明NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,0.9%Eu3+是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉.

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)光致发光釉的研究

利用SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉光致发光粉体 ,在陶瓷坯体上制备了釉面平整光滑的长余辉光致发光釉 ;通过比较 SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)粉体和光致发光釉的激发光谱和发光光谱以及结构分析表明 ,该发光釉保持了 Sr Al2 O4:Eu2 +,Dy3 +发光材料的发光特性 ,其发射峰是中心位于 5 2 0 nm的宽带光谱 ;研究了釉料不同组成对发光釉性能的影响及 Sr Al2 O4:Eu2 +,Dy3 +粉体的不同含量对光致发光釉发光亮度和余辉时间的影响 ,获得了釉面发光亮度高。

白光LED用Ba_3La(PO_4)_3∶Dy^(3+)荧光粉的制备与发光性能

通过高温固相法合成了一系列Ba3La1-x(PO4)3∶xDy3+荧光粉材料。利用XRD测量样品的物相,结果显示样品为纯相Ba3La(PO4)3晶体。样品的激发光谱由一系列宽谱组成,峰值分别位于322,347,360,386,424,451 nm。在347 nm激发下,荧光粉在482 nm(4F9/2→6H15/2)和575 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发射光谱的影响,当Dy3+摩尔分数x=0.10时出现猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。确定了不同Dy3+掺杂浓度的Ba3La(PO4)3∶Dy3+的荧光寿命。Ba3La(PO4)3∶Dy3+荧光粉发射光谱的色坐标位于白光区域。

微波辐射法快速合成Dy^(3+)激活的SrMoO_4黄色荧光粉

采用微波辐射法快速合成了Dy3+掺杂SrMoO4黄色荧光粉。运用X射线衍射仪及荧光分光光度计对该荧光粉的物相结构及发光性能等进行了分析和表征。结果表明,所得的样品为四方晶系、白钨矿结构的钼酸盐,空间群为I41/a。样品的激发光谱是由位于200~340 nm的一个宽带和340~500 nm的一系列尖峰构成。宽带吸收与Mo-O及Dy-O的电荷转移过程有关,最强峰位于284 nm左右。340 nm以后的吸收峰是由于Dy3+离子的f-f跃迁引起的。发射光谱由两个窄带组成:主峰位于576 nm处的窄带属于Dy3+离子的4F9/2→6H13/2电偶极跃迁发射;另一个窄带位于480 nm左右,属于Dy3+离子的4F9/2→6H15/2跃迁发射,前者的强度远大于后者,因而,样品发黄光。同时,考察了Dy3+浓度、反应时间等对样品发光性能的影响。

单分散球形CaWO_4∶Re^(3+)(Sm^(3+),Eu^(3+))红色荧光粉的制备及其发光性能

目前使用的白光LEDs荧光粉,主要是适于蓝光GaN芯片激发的黄、绿、红色稀土荧光粉。黄、绿光荧光粉技术已经相对完善,而发光良好、性能稳定的红色荧光粉比较少。因此,需要开发新型的蓝光激发型红色荧光粉。相对于传统的高温固相法制备荧光粉体,本文利用水热法在较低温度160℃成功制备出了发光性能良好的单分散球形钨酸钙红色发光材料CaWO4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱仪(PL)等表征手段,研究了所制备材料的晶体结构、表面形貌以及光学特性。讨论掺杂稀土离子浓度、反应时间等条件的改变对样品形貌以及发光性能的影响。结果显示,掺杂浓度不仅影响材料的形貌,还影响其发光强度。当Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂量分别为6%和4%时,CaWO_4∶Sm^(3+)和CaWO_4∶Eu^(3+)材料的发光性能最优。研究结果表明,Sm^(3+)和Eu^(3+)掺杂的CaWO_4材料可以作为荧光灯和蓝光芯片LED用荧光粉的备选材料。

白光LED用Ca_8Mg(SiO_4)_4Cl_2:Eu^(2+),Dy^(3+)发光粉的发光性能

采用高温固相法合成了白光LED用Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu和Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu,Dy绿色发光粉。研究发现:共掺Dy可以明显地提高Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu发光粉的发光性能,表明Dy3+和Eu2+之间存在着能量传递过程。当Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为0.02时,发光粉505nm处绿光发射的强度约提高12%。通过对Dy3+和Eu2+光谱特性的分析,Dy3+和Eu2+之间的能量传递机制可归因于无辐射交叉弛豫。

白光LED用正交相Gd_2(MoO_4)_3:Dy^(3+)荧光粉的制备与发光性能

利用水热法并经过退火煅烧制备了白光LED用正交相Gd2(MoO4)3∶Dy3+荧光粉,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和微观形貌进行表征,利用荧光光谱对其发光性质进行了研究。在389 nm的紫外光激发下,4F9/2→6H15/2跃迁产生的蓝光发射和4F9/2→6H13/2跃迁产生的黄光发射最强。发光光谱分析结果表明,Dy3+的最佳掺杂量为x=16%。此时荧光粉最为接近白光,其色坐标和色温分别为(0.326,0.336)和6 389,是一种很有潜力的白光LED用荧光粉。

Dy^(3+)离子掺杂的全色荧光粉Ca_9La(PO_4)_7的制备及发光特性

采用高温固相法合成了Ca9La(PO4)7:Dy3+发光材料.荧光粉的晶体结构和微观尺寸由X射线粉末衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)测定.光致激发和发射光谱发光揭示了材料的光学特性.实验结果显示:Ca9La(PO4)7:Dy3+能够有效吸收紫外-可见光(300 460 nm)而被激发,呈现一系列的吸收峰.样品在350 nm近紫外光激发下,有较强的蓝光(481 nm)和黄光(573 nm)两个窄带发射,混合成优质的白光发射,该白光色坐标在国际照明委员会(CIE)色品图中分布在无色点D65(0.313,0.329)周围.随着掺杂Dy3+离子的摩尔分数的增加,两种发射均发生浓度猝灭现象,Dy3+离子的最佳掺杂为0.05(摩尔分数),电偶极电偶极相互作用是主要的猝灭机理.

CaMoO_4∶Dy黄绿色荧光粉的微波合成及掺杂PO_4^(3-)的荧光增强效应

采用微波辐射法合成了一系列的Ca_(1-x)MoO_4∶x Dy^(^(3+))(0<x≤0.12)和Ca_(0.98)(Mo O_4)_(1-1.5y)(PO_4)y∶0.02Dy^(3+)(0≤y≤0.10)黄绿色荧光粉,分别用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计对荧光粉的物相结构、微观形貌、发光特性进行了分析和表征。结果表明:所制得的CaMoO_4∶Dy^(3+)晶体结构与Ca Mo O4相似,为四方晶系、白钨矿结构。样品颗粒呈立方形,边长约为5μm,且是由尺寸约为120~540 nm的类球形小颗粒组成。样品的最大激发峰位于300 nm处。发射光谱由一系列尖峰组成,最强发射峰位于572 nm处,对应于Dy^(3+)的4F9/2→6H13/2跃迁,发光强度随Dy^(3+)浓度的增加先增大后减小,当Dy^(3+)摩尔分数为0.02时发光强度最大,而后随Dy^(3+)浓度的增加,发生了浓度猝灭效应。由Dexter浓度猝灭理论知,Dy^(3+)浓度猝灭主要为电偶极-电偶极相互作用和Dy^(3+)离子间交叉弛豫造成的。在254 nm波长激发下,Ca Mo O4∶Dy^(3+)的色坐标集中在黄绿光区域。此外,PO3-4的掺杂有效提高了CaMoO_4∶Dy^(3+)体系的发光亮度,PO_4^(3-)的最佳掺杂量为y=0.04,此时样品的发光强度比未掺杂样品提高了约19%。

CaWO_4∶Eu^(3+),Tb^(3+)白色荧光粉的制备及其发光性能

在不添加助剂的条件下,用微波共沉淀法法制备了铕、铽(Eu^(3+)、Tb^(3+))共掺杂的钨酸钙(CaWO_4)荧光粉。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,对荧光粉的物相组成、形貌和发光性能进行了分析。研究了Eu^(3+)、Tb^(3+)的掺杂比例及总掺杂量、反应温度及反应物浓度对荧光性能的影响。结果表明,Eu^(3+)、Tb^(3+)的掺杂摩尔比例、总掺杂量、温度以及反应物浓度对荧光粉的发光性能均能产生影响,其中在温度为80℃、反应物浓度为0.12mol/L且Eu^(3+)和Tb^(3+)总物质的量比金属离子总物质的量为13.1%时,得到的Eu^(3+)、Tb^(3+)共掺荧光粉在256nm激发下发射光谱色坐标为(0.270,0.236),位冷白光区。

中空球形CaWO_4∶Eu^(3+)荧光粉体的水热合成及发光性能

采用水热法制备了中空球形Eu3+掺杂CaWO4荧光粉体。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、荧光光谱(PL)等表征手段,研究了荧光粉的晶体结构及pH值对荧光粉体发光性能的影响。结果表明:当反应溶液的pH≥5时,所合成CaWO4∶Eu3+荧光粉体为结晶度较好、形貌均匀、粒径为4μm的中空球形结构。在395 nm激发下,Eu3+的特征发射峰位于591 nm和614 nm处,对应于5D0-7F1和5D0-7F2跃迁。pH=5时所合成粉体在614 nm处的红光发射强度最大。

适用于近紫外LED芯片的白光荧光粉Y_2(MoO_4)_3∶Dy^(3+)的发光特性

采用高温固相法制备纯相Y2(MoO4)3∶Dy3+荧光粉,并对其晶场及发光性质进行研究。晶场分析结果表明:Y3+格位晶场结构近似为对称性很低的C2,因此样品在近紫外区有很强f-f激发峰,适合于近紫外LED芯片。在387 nm激发下,主要发射峰为Dy3+的特征发射487 nm(蓝光,4F9/2→6H15/2)和574 nm(黄光,4F9/2→6H13/2)。增大Dy3+掺杂浓度,黄光与蓝光的强度比值(Y/B)随之增大。387 nm激发下,不同Dy3+掺杂浓度荧光粉发射光的色坐标均在白光区域中。以上结果表明Y2(MoO4)3∶Dy3+是一种新型的适于近紫外LED芯片激发的白光荧光粉,发光性能良好。