NaYSiO_(4)∶Ce^(3+)蓝色荧光粉的发光性质及其在白光发光二极管上的应用

采用高温固相法合成了NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)(0.01≤x≤0.05)系列蓝色荧光粉。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉在250~360 nm之间的宽带吸收能与紫外LED芯片很好地匹配。NaYSiO_(4)∶xCe^(3+)荧光粉中存在多个Ce^(3+)离子荧光中心,且在紫外光激发下表现出峰值波长位于414 nm附近的宽带蓝光发射。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉在300~350 nm紫外光激发下量子效率在25%以上。NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)荧光粉表现出优良的化学稳定性,在水中浸泡14 d后荧光强度和量子效率几乎不变。将NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉、商用(Sr,Ba)_2SiO_(4)∶Eu^(2+)绿色荧光粉和商用(Ca,Sr)AlSiN_(3)∶Eu^(2+)红色荧光粉涂覆于310 nm紫外LED芯片上制备得到了显色指数高达95的LED器件。当驱动电流从50 mA逐渐增大到300 mA时,制备的LED器件表现出稳定的暖白光发射,其色坐标几乎不变。上述结果说明,本研究报道的NaYSiO_(4)∶0.02Ce^(3+)蓝色荧光粉在紫外LED芯片驱动的白光发光二极管照明上有着潜在应用价值。

无压烧结制备Y_(2)MgAl_(4)SiO_(12)∶Ce^(3+)荧光陶瓷及光学性能

Y_(3)Al_(5)O_(12)∶Ce^(3+)荧光粉是目前白光LED的主要发光材料,但在使用时存在封装树脂因散热不佳而发生老化等问题。本文采用无压烧结制备了Y_(2)MgAl_(4)SiO_(12)∶Ce^(3+)透明陶瓷荧光体,用于替代荧光粉体和调控发光性能。首先通过化学共沉淀法制备前驱体粉体,经高温煅烧后采用冷等静压成型,最后在马弗炉中1 600℃煅烧制得透明荧光陶瓷。研究了Ce^(3+)掺杂浓度和样品厚度对材料性能的影响,其中掺杂量为0.5%的样品在800 nm处具有56%的透过率,在450 K下发光强度仍能保持室温强度的84%。与蓝光芯片组装成器件测试表明,荧光陶瓷在蓝光LEDs/LDs的激发下发出白光,其CIE色度坐标分别为(0.307 6,0.332 9)和(0.308 0,0.331 6),光效分别为62.6 lm/W和146.3 lm/W。研究结果表明,YMAS∶Ce荧光陶瓷可应用于白光LEDs/LDs领域。

Gd^(3+)/Ce^(3+)对Tb^(3+)掺杂氟氧化物玻璃发光敏化作用的影响

本文采用高温熔融法制备了Gd/Tb、Gd/Ce、Gd/Ce/Tb掺杂的SiO_(2)-B_(2)O_(3)-BaF_(2)组分氟氧化物玻璃,通过测试X射线衍射光谱确定了其物相,通过测试其不同波段激发下的荧光光谱研究了不同Gd_(2)O_(3)掺量下Tb^(3+)的发光性能,并确定了Gd_(2)O_(3)更精确的最佳掺量范围。此外,文中通过改变气氛制备了Gd/Ce/Tb共掺杂氟氧化物玻璃,对比研究了Gd^(3+)和Ce^(3+)对Tb^(3+)的敏化作用。结果表明,本文所制备的氟氧化物玻璃都呈稳定的玻璃态;Gd^(3+)和Ce^(3+)对Tb^(3+)的发光都具有敏化作用,且Gd_(2)O_(3)掺量为7%(摩尔分数,下同)时敏化效果相较于其他掺量最为显著,超出7%则造成猝灭;Ce_(2)O_(3)掺入玻璃后以Ce^(3+)和Ce^(4+)两种价态共存,在还原气氛下掺入相较于空气气氛下掺入更容易保持Ce^(3+)状态,而且Ce^(3+)对Tb^(3+)的发光具有敏化作用,Ce^(4+)会抑制Tb^(3+)的发光。

Ce^(3+)⁃Cr^(3+)共掺杂Ba_(3)Sc_(4)O_(9)荧光材料的发光性能

红光‐近红外光谱技术在医疗领域具有广泛的应用。但对于当下采用蓝光LED激发荧光材料实现红光‐近红外光谱输出的器件结构而言,则普遍存在蓝光过剩的问题。本文提出了通过构筑Ce^(3+)→Cr^(3+)能量传递从而实现抑制器件蓝光输出的策略。以Ba_(3)Sc_(4)O_(9)为研究对象,采用Ce^(3+)/Cr^(3+)共掺杂,研究了其发光性能。结果表明,共掺杂的Ba3Sc4O9∶Ce^(3+)/Cr^(3+)同时具备了红光和近红外光发射能力,发射主峰分别位于585 nm和835 nm;Ce^(3+)→Cr^(3+)能量传递效率达50.92%。所封装的近红外LED器件的蓝光强度下降了78%,而Cr^(3+)的发射强度增至181%。

蓝光激发的Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料发光性能研究

采用高温固相法合成了新型Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料,并对其光致发光性能、余辉性能和光色热稳定性能进行了研究。结果表明:Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)绿色长余辉材料在320—490 nm范围的宽带吸收与蓝光LED芯片相匹配,其发射光谱为位于450—650 nm范围的宽发射带,对应于Ce^(3+)的5d-4f跃迁;Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)的内量子效率可以达到83.28%,τ80值约为12 s,远大于交流LED对于内量子效率>60%和τ80>0.4 ms的要求;在423 K前,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)具有良好的光色稳定性。以上结果表明,Y_(3)Al_(2)Ga_(3)O_(12):Ce^(3+),Ge^(4+)是一种潜在的能被蓝光激发的交流LED用绿色长余辉材料。

Cr_2O_7^(2-)/Cr^(3+)和Ce^(4+)/Ce^(3+)电解液作媒质间接合成对甲氧基苯甲醛

在高剪切混合乳化机搅拌下,通过对Cr2O72- /Cr3+和 Ce4+/Ce3+两种媒质间接合成对甲氧基苯甲醛槽外反应的研究,得到合成对甲氧基苯甲醛的优选条件分别为:原料配比n(Cr2O72-):n(p-CH3O-C6H4-CH3)=1:6,反应温度 80℃,反应时间10min,对甲氧基苯甲醛反应收率90.5%;原料配比 n(Ce4+):n(p-CH3O-C6H4-CH3)=1:1,反应温度30℃,反应时间6min,对甲氧基苯甲醛反应收率97.1%。结果表明,Ce4+/Ce3+做媒质产品时-空效率较低,这是Ce4+/Ce3+媒质存在的本质缺陷;而Cr2O72-/Cr3+做媒质产品时-空效率提高近2倍,显著地增加产品的产量,提高了经济效益。

Ce^(4+)/Ce^(3+)氧化还原体系线性极化与交流阻抗研究

用线性极化法和交流阻抗法研究了新型Ce4 + /Ce3 + V2 + /V3 + 氧化还原电池中Ce4 + /Ce3 + 半电池在不同Ce4 +浓度下的电化学行为 .得出Ce4 + 浓度为 0 2mol/L时 ,其极化电阻最小 ,似为理论最佳浓度 .实际应用需综合考虑电池的库仑效率和能量效率等因素 ,还应尽可能选择较高浓度 .测得不同浓度下的阻抗参数表明 ,在Ce(SO4 ) 2 体系处于稳态时 ,不论是慢扫还是使用低的扰动频率 ,Ce4 + 的反应都为传质控制 ;而在体系处于暂态时 ,则不论是快扫还是使用高扰动频率 ,都为传荷控制 ;而当体系介于稳态和暂态之间时 ,则为传质和传荷的混合控制 .因而可通过提高传质速率和加入电化学催化剂的方法来提高Ce4 + /Ce3 + 体系的反应速率 .

紫外光激发Ce^(3+)掺YVO_4蓝光发射性能研究

利用提拉法生长了YVO4和掺2.0at%CeO2(或Ce2(CO3)3)的YVO4:Ce3+晶体。样品的XRD测试表明Ce3+代替Y3+进入晶格,Ce3+的加入并没有影响YVO4的晶格结构。XPS测试显示YVO4:Ce3+晶体中Ce离子3d分裂为882.0、885.8、902.9、908.0和915.9 eV等5个峰,峰位表明样品中铈离子是以Ce3+和Ce4+两种价态形式存在。YVO4和YVO4:Ce3+激发谱都呈现出260~360 nm宽带激发,此激发带源于基质中VO43-离子团的配体O到V的电荷迁移吸收。使用325 nm的紫外线激发时,两种样品均可发出以440 nm为中心的宽带蓝光,其中YVO4发射峰应归属于VO43-离子团中3T2→1A1和3T1→1A1跃迁;而YVO4:Ce3+的蓝光发射则来源于Ce3+的5d→4f的跃迁。分析可知YVO4:Ce3+中VO43-的π轨道和Ce3+的电子波函数能有效地重叠,使得VO43-和Ce3+可通过交换作用有效地向Ce3+传递能量,可大幅提高Ce3+的蓝光发射强度。实验结果显示YVO4:Ce3+可作为UV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度蓝色发光材料。

LaPO_4∶Ce^(3+)/Tb^(3+)纳米线的合成和发光特性

通过水热法合成出Ce3+和Tb3+共激活的LaPO4纳米线,并同相应的微米棒进行了比较。研究了其荧光光谱和动力学过程。结果表明纳米线和微米棒的晶体结构均为单斜相。在单掺杂Ce3+和Tb3+的材料中,微米棒的发光强度与纳米线相比稍有提高,但在共掺杂的纳米线样品中对应Ce3+的激发,Tb3+的5D4→7F5绿光发射比微米棒提高了3～5倍。通过动力学研究,纳米线中Ce3+和Tb3+的电子跃迁速率与微米棒对比没有显著的提高,且Ce3+→Tb3+的能量传递速率降低了3倍。Tb3+的5D3能级衰减包括两个过程:快过程和慢过程。纳米线以慢过程为主,而微米棒以快过程为主。我们认为慢过程对应5D3→5D4的弛豫,快过程对应5D3向其他缺陷能级的跃迁。因此共掺杂纳米线中强度的提高被归因于在纳米线中更多的边界阻碍而引起在高于5D4的激发态能级上损失的能量更少。

蓝白色荧光材料Sr2SiO4：Ce^3＋的溶胶-凝胶法制备及发光性能研究

采用溶胶-凝胶法,在空气环境中合成了蓝白色Sr2SiO4:Ce3+荧光材料,合成温度为900℃,这远低于固相法制备同类硅酸盐材料所需温度.X射线衍射图表明,所得样品主要为纯相Sr2SiO4晶体.由扫描电子显微镜图像可知,样品一次颗粒尺度在2μm以下.处于254 nm紫外光激发下,样品发射光谱为峰值位于472 nm的不对称单峰宽带谱,是典型的蓝白光发射.监测472 nm发射峰,得到其激发谱为近紫外连续光谱峰值位于272 nm,321 nm.通过改变Ce3+浓度,进一步研究了参杂浓度对发光强度的影响.

Ce^(4+)与RE^(3+)的氟化物绿色分离方法

Atom economy of the process of rare earth separation by using fluoride was discussed in this paper.We compared the atomic economic characters between the processes of vitriolic composite salt and fluoride,then stated that changing present rare earth producing process by green chemistry and technology transformation was the best way to make our rare earth manufacture prosperous.

荧光粉Ba_(3-x-y)P_4O_(13):xCe^(3+),yTb^(3+)的光谱分析

采用高温固相法合成了Ba3P4O13:Ce3+,Tb3+荧光粉.研究了单掺Ce3+、单掺Tb3+以及Ce3+、Tb3+共掺杂时的光谱性质.发现Ce3+的激发光谱呈宽带峰,发射光谱有两个峰,且两者重叠严重,用高斯双峰拟合得到峰值为340 nm和363 nm的发射峰.Tb3+的激发光谱中以220 nm的激发峰最强,测得发射光谱为5D3、5D4能级的发射,表明在此体系中能级5D3和5D4间的无辐射跃迁过程不显著.通过Ce3+、Tb3+共掺,Tb3+的荧光发射明显增强.

Ce^(3+)-Tb^(3+)共掺的含NaLuF_4纳米晶的氟氧化物微晶玻璃荧光的特性

采用传统的熔融淬冷法在空气气氛下成功制备了Ce3+-Tb3+共掺的含有新型立方相Na Lu F4纳米晶的微晶玻璃.通过XRD分析可知微晶玻璃中析出的是与立方相Na YF4同构的新型立方相Na Lu F4纳米晶.利用TEM观察到纳米晶粒均匀地分布在玻璃基质中,大小约为20 nm.利用荧光光谱及寿命曲线系统地研究了样品的荧光特性.在315 nm近紫外光激发下,通过有效的能量传递,在Ce3+-Tb3+共掺样品中不仅得到了Ce3+的近紫外光发射,还得到了Tb3+的黄绿光发射.另外,析晶之后,共掺样品的发光强度得到了增强,这可以归因于部分稀土离子进入到了析出的立方相Na Lu F4纳米晶中.研究结果表明,该微晶玻璃是一种优异的发光基质材料,在光电子领域中具有潜在的应用价值.

电解液中Ce^3＋／Ce^4＋含量对ZAlSi12Cu2Mg1微弧氧化膜特性和表面形貌的影响

用微弧氧化方法在铸造铝合金表面获得性能优良的陶瓷层对于提高其表面耐热、耐蚀及耐磨性，扩大其应用范围将具有重要意义。在微弧氧化过程中，通过控制电解液组成可以改善膜层性能。稀土金属离子化学性质活泼而且有助于普通陶瓷的烧结。研究了ZAlSi12Cu2Mg1合金在Na2SiO3电解液体系中微弧氧化时，Ce^3＋／Ce^4＋的引入对微弧氧化陶瓷层性能的影响，测定陶瓷层的厚度、硬度，用X射线衍射仪（XRD）分析其相组成，扫描电镜（SEM）观察其表面形貌，并初步探讨了Ce^3＋／Ce^4＋对陶瓷层形成机理的影响。结果表明：Ce^3＋在0．1～0．7g／L变化时，对陶瓷层的厚度和硬度影响较小，分别为165～193μm和449～935Hv。Ce^4＋在0．1～0.7g／L变化时，陶瓷层的厚度和硬度分别为126～148μm和463～1022HV。XRD分析结果显示，陶瓷层主要由α-Al2O3、γ-Al2O3、Al2SiO5和非晶相组成，加入Ce^3＋后，陶瓷层中Al2SiO5衍射强度明显降低。

Ce^(3+),Mn^(2+)共掺Sr_2 SiO_4的合成和发光性能的研究

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_2SiO_4:Ce^(3+),Mn^(2+)荧光粉,合成温度为900℃,这远低于固相法制备同类硅酸盐材料所需的温度。X射线衍射图表明,所得样品主要为纯相Sr_2SiO_4晶体。样品发射光谱为峰值位于472 nm的不对称单峰宽带谱,是典型的蓝白光发射。通过改变Ce^(3+)、Mn^(2+)的浓度,进一步研究了掺杂浓度对发光强度的影响。

Ce^3+/Yb^3+共掺LiLuF4单晶的紫外和近红外发光研究

采用改进的坩埚下降法成功生长了Ce^3+/Yb^3+离子双掺杂LiLuF4单晶, Ce^3+的初始离子掺杂浓度为0.1mol%,Yb^3+离子浓度从0变化到2.0mol%。在波长291 nm激发时观察到Yb^3+在1020 nm(2F5/2→2F7/2)附近的强近红外发射以及Ce^3+在300~350 nm(5d→4f)的紫外发射。通过吸收光谱、荧光光谱研究了Yb^3+离子掺杂浓度对Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶光谱性质的影响及Ce^3+到Yb^3+离子的能量转移机理。通过变温光谱的研究发现,当环境温度从298 K增加到443K时,其荧光发射强度不断降低。Ce^3+/Yb^3+共掺杂LiLuF4单晶发光波长主要位于紫外和近红外,这种独特的发光属性可望用于防伪技术和公共安全事务中。

NaI:TI与LaBr_3:Ce^(3+)闪烁体探测器能量分辨的GEANT4模拟

闪烁体探测器γ能谱测量中,闪烁光子的产生、传输及光电器件收集、倍增均对能谱的分辨有巨大影响。为了精确模拟闪烁体探测器的能量分辨,采用蒙特卡洛模拟软件GEANT4建立了一套模型,分别对Na I(TI),LaBr_3:0.5%Ce^(3+)闪烁体探测器测量能量为662 ke V的γ射线能谱进行模拟,获得的结果与实验测试结果能够很好的符合,验证了建立模型合理性与可靠性,为闪烁体的设计提供了一套更精确的开发工具。

荧光粉Ba_3(PO_4)_2:Ce^(3+)发光性能的研究

本文采用高温固相法合成荧光粉Ba_3(PO_4)_2:Ce^(3+),并通过X射线粉末衍射仪和荧光分光光度计对所得荧光粉的结构和光谱性能进行测试。XRD结果表明本实验合成了纯相Ba_3(PO_4)_2;光谱测试分析确定荧光粉Ba_3(PO_4)_2:Ce^(3+)的光谱为Ce^(3+)的发光,并确定Ce_(3+)的最佳掺杂浓度为3mol%。

First Principles Study on the 4f-5d Transition of Ce^3＋ in LuAlO3

We have investigated properties of the compound LuAlO3：Ce^3＋ associated with the Ce^3＋ 4f-5d transition by using the periodic density functional theory. A hybrid functional has been used for the 4f states and a constrained approach has been employed for the excited 5d state. It is found that the average distance between Ce^3＋ and the eight nearest-neighbor O atoms decrease by 0.05 A on going from 4f to 5d state. The calculated Stokes shift is in good agreement with experiment. Based on the optimized structure around Ce^3＋, the energy level scheme of the 5d states has been evaluated using the angular overlap model, in reasonable agreement with experiment.

Ce^(4+)/Ce^(3+)缓冲溶液流动注射电势检测法测定维生素C

以Ce4+ /Ce3 + 氧化还原体系作缓冲溶液 ,用流动注射电势检测法测定了维生素C ,将样品注射于以 0 .1mol/LK2 SO4作支持电解质的Ce4+ /Ce3 + 缓冲溶液试剂流 ,以流通型氧化还原电势检测电极检测维生素C与Ce4+ 反应引起的氧化还原电对的电势变化 ,对 3.0× 10 -4mol/LCe4+ / 3.0× 10 -4mol/LCe3 + 缓冲溶液 ,测定维生素C的线性范围为 1.0× 10 -4～ 6 .0× 10 -4mol/L ,检出限为 1.3× 10 -5mol/L ,相对标准偏差为 0 .36 % (n =4 ) ,分析频率为 12 0次 /小时。