Dy3+和Ce3+共掺Y3Al5O12荧光粉的制备及发光性质

用高温固相法制备了YAG:5%Dy^3+以及(Ce 0.01 Dy y Y 0.99-y)3A15O12(y=0%,1%,3%,5%,7%,9%)荧光粉。XRD结果表明,NH 4Cl、LiCl、H3BO3三种助熔剂比较,添加H3BO3可有效降低YAG晶体的结晶温度,有效阻止中间相YAlO 3的形成。H3BO3做助熔剂在1450℃煅烧6 h制备的Dy^3+和Ce^3+掺杂Y 3Al 5O 12荧光粉具有单一YAG立方相结构,且随Dy^3+掺杂浓度增加,(420)衍射峰逐渐向小角度偏移。在583 nm监测下;与单掺1%Ce^3+样品比较,Ce^3+与Dy^3+共掺样品在342 nm处的吸收均减弱;与单掺5%Dy^3+样品比较,Ce^3+与Dy^3+共掺样品在351 nm处的吸收明显增强。351 nm激发下,随Dy^3+掺杂浓度增加,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中Ce^3+在526 nm处的发射强度逐渐减小,而在583 nm处的发射强度先增加后减弱,这说明351 nm激发下,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中存在Ce^3+向Dy^3+的部分能量传递。465 nm激发下,Ce^3+与Dy^3+共掺杂样品中只出现Ce^3+的发射峰,且随Dy^3+浓度增加,Ce^3+发光减弱。当Dy^3+离子浓度为3%时,Ce^3+与Dy^3+共掺样品中Dy^3+相对光强达到最大,此时Ce^3+→Dy^3+能量传递效率为15.7%。405 nm激发下,随Dy^3+掺杂浓度增加,合成粉体中Ce^3+的寿命逐渐减小。经计算,Ce^3+→Dy^3+能量传递临界距离为3.464 nm,为电四极-电四极相互作用的共振能量传递。

Dy^(3+)对Tb^(3+)激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响

采用高温熔融法制备了Dy^(3+)或Tb^(3+)单掺和Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、 X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递关系以及Dy^(3+)对Tb^(3+)激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响。实验结果表明:Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃具有较高的密度和良好的可见区透过率,玻璃的网络结构是由[SiO_4]四面体和[AlO_4]四面体连接构成。在紫外光激发时, Dy^(3+)单掺玻璃的发光源于Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)(483 nm),~6H_(13/2)(576 nm)的跃迁发射,而Tb^(3+)单掺玻璃的发光则源于Tb^(3+)的~5D_4→~7F_6(489 nm),~7F_5(544 nm),~7F_4(586 nm)和~7F_6(623 nm)的跃迁发射。对于Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃,发射光谱则主要由Tb^(3+)的荧光发射组成。通过对不同波长紫外光激发的发射光谱分析发现, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺闪烁玻璃中存在多种形式的能量传递。在以Dy^(3+)的特征激发452 nm为激发波长时, Tb^(3+)单掺玻璃的发光很弱。但随着Dy^(3+)的引入,通过~4F_(9/2)(Dy^(3+))→~5D_4(Tb^(3+))的能量传递, Tb^(3+)发光得到敏化增强。Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度随着Dy_2O_3含量的增多而增强, Dy_2O_3含量为1 mol%时达到最大,更高Dy_2O_3含量的样品由于Dy^(3+)的浓度猝灭,减少了向Tb^(3+)的能量传递,发光强度减弱。当激发波长减小到350 nm时, Dy^(3+)和Tb^(3+)均被激发到更高的能级~6P_(7/2)(Dy^(3+))和~5L_9(Tb^(3+)),此时除了~4F_(9/2)(Dy^(3+))→~5D_4(Tb^(3+))的能量传递外,还出现了~5D_4(Tb^(3+))→~4F_(9/2)(Dy^(3+))的能量回传。Dy^(3+)掺杂浓度较低时, Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递作用较强, Tb^(3+)发光得到敏化增强。随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)→Dy^(3+)能量传递作用增强。当Dy_2O_3含量超过0.4 mol%时, Tb^(3+)→Dy^(3+)能量传递强于Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递,减少了Tb^(3+)的辐射跃迁发光,因此Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度开始减弱。由于Gd^(3+)向Dy^(3+)或Tb^(3+)均可进行有效的能量传递,因此在以Gd^(3+)的特征激发274 nm为激发光时, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃中出现了Dy^(3+)和Tb^(3+)对Gd^(3+)传递能量的竞争。随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)所获得的能量不断减少,同时伴随着Tb^(3+)→Dy^(3+)能量回传和Dy^(3+)之间的无辐射交叉弛豫作用, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度不断减弱。对Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺闪烁玻璃中Tb^(3+)的~5D_4→~7F_5荧光衰减曲线分析还发现,随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)的荧光寿命从2.24 ms缩短到1.15 ms,曲线从单指数形式变为双指数形式,进一步证明玻璃中存在~5D_4(Tb^(3+))→~4F_(9/2)(Dy^(3+))的能量回传。X射线激发发射光谱显示, Dy^(3+)的引入对Tb^(3+)激活闪烁玻璃的辐射发光具有很强的负面影响,而这种负面影响不足以通过Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递来弥补,因此Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的辐射发光强度随着Dy_2O_3含量的增多而不断减弱。由此可见,在Tb^(3+)激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃中,不宜将Dy^(3+)作为敏化剂,用于增强Tb^(3+)的发光。

Eu,Dy共掺铝硼硅酸盐的长余辉发光玻璃

选择铝硼硅酸盐玻璃体系,高温熔融法制备了Eu,Dy掺杂的铝硼硅酸盐基质透明的玻璃,并对其进行了激发光谱和发射光谱的表征分析.实验结果表明:在空气气氛条件下制备的Eu3+,Dy3+掺杂的铝硼硅酸盐基质玻璃样品并不具备长余辉发光特性;而经过还原气氛处理后,Eu离子以二价形式存在,样品具有长余辉发光现象.其激发光谱是位于250～450 nm的宽带谱,发光光谱峰值位于462 nm处.

Y3MgAl3SiO12:Dy^3+,Eu^3+荧光粉的能量传递与暖白光实现

采用高温固相法合成了Dy^3+、Eu^3+共掺杂Y3MgAl3SiO12石榴石型荧光粉。采用XRD、荧光光谱仪等仪器对样品的结构以及光谱特性进行表征,探究了Dy^3+/Eu^3+在Y3MgAl3SiO12基质结构中的光谱特征以及离子间的能量传递机制。在367 nm近紫外光激发下,Y3MgAl3SiO12:Dy^3+,Eu^3+的发射光谱包含Dy^3+的6F9/2到6H15/2和6H13/2的电子跃迁特征发射(487 nm蓝光和592 nm黄光)和Eu^3+的5D07F2 and 5D07F4特征发射峰(616 nm和710 nm红光)。在400~500 nm范围内Dy^3+发射谱与Eu^3+激发谱重叠,表明Dy^3+与Eu^3+之间存在着能量传递,能量传递的机理为电四极-电四极相互作用。该荧光粉通过调整Dy^3+和Eu^3+的掺杂浓度比封装近紫外LED芯片,可以实现单基质暖白光LED照明。

Eu,Dy共掺铝硼酸盐长余辉玻璃陶瓷的研究

选择铝硼酸盐基质玻璃,在空气气氛和还原气氛下分别制备了稀土Eu,Dy共杂的铝硼酸盐基质透明的玻璃,并将还原气氛下制备的样品经过热处理制备出了玻璃陶瓷。利用荧光光谱仪对样品进行了测试,分析了长余辉发光玻璃的光谱特性。结果表明:不管是空气气氛条件下还是还原气氛下制备的双掺Eu和Dy的铝硼酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能,只有玻璃陶瓷样品具有长余辉发光现象,发光峰位于485nm,样品的发光持续时间长达8h以上。