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。

具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料的光学-催化行为研究

为促进环境友好型光催化技术的应用推广,通过热解聚合方式将g-C3N4负载于多孔Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)蓝色长余辉荧光粉上,制备具有持续反应活性的g-C_(3)N_(4)/Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)复合材料。首次采用累积污染物降解效率等一系列指标评价材料在光照及暗态下综合去除污染物效果。通过微观表征手段和NO去除试验研究了单组分复配质量比对复合材料的光学及催化性能的影响。结果表明,g-C_(3)N_(4)的复合对Sr_(2)MgSi_(2)O_(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的荧光强度和余辉性能产生了不利影响;但光照下,提高的光生载流子分离效率和光吸收能力使复合材料的光催化活性增强;暗态下,内在光源Sr_(2)MgSi_(2)O^(7):Eu^(2+),Dy^(3+)的存在赋予了复合材料持续去除NO的能力,该能力的持续时间与余辉亮度、光催化活性有关。本研究有助于推动持续活性光催化体系的发展。

Nd^(3+):Er^(3+):KY(WO_4)_2激光晶体的生长和光谱特性

采用熔盐法从K2 WO4助熔剂体系生长出尺寸为 4 5mm的Nd3 + :Er3 + :KY(WO4) 2 透明晶体。从晶体中切割出Ф3× 11 9mm的激光器件 ,测量了晶体的紫外 -近红外的吸收光谱 ,从吸收光谱图上可以看到 ,晶体存在着 974 88nm ;80 1 0 (798 12 ,80 3 95 )nm ;74 8 5 (75 3 5 ,74 3 4 9)nm ;6 5 3 6 1nm ;5 86 6 5nm ;5 18 6(5 4 5 0 3,5 2 1 32 ,4 89 35 )nm ;4 5 2 80nm ;4 0 7 81nm ;36 7 2 2 (377 2 4 ,36 6 4 ,35 8 0 2 )nm九个吸收峰带 ,对各个吸收峰带按照Er3 + 和Nd3 + 离子的能级跃迁进行了归属。同时采用Edinburgh InstrumentF92 0荧光光谱仪在室温下对晶体进行了荧光测试研究。研究结果表明 ,共掺Nd3 + 离子可以增强Er3 + :KY(WO4) 2 对半导体激光器泵浦源 (80 0nm)的吸收。

TSSG法生长Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2激光晶体及性能表征

采用TSSG法生长出尺寸为15mm×18mm×25mm的Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体,XRD分析表明所生长的晶体为β-Er/Yb:KYW。对晶体进行了TG-DTA分析,结果表明晶体的相转变温度和熔点分别为1031℃和1067℃。测得晶体的红外和拉曼光谱,并对峰值与相应的原子基团振动进行了指认。测得样品的吸收光谱,结果表明晶体在380nm,525nm,933nm和981nm处都存在较强的吸收峰,并计算出主峰981nm的吸收截面积σabs=3.2×10-20cm2。分别用激发源为488nm和978nm对晶体进行了荧光光谱测试,并测得978nm激发时荧光寿命为4.8ms。对比分析表明在Er:KYW中掺入Yb3+作为敏化离子是可行的,能够提高对泵浦光吸收,有利于得到更强的1540nm的激光。

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。

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。

水热法制备NaGd(WO_4)_2:Eu^(3+)发光材料

采用水热法,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,合成了NaGd(WO4)2:Eu3+发光材料.采集XRD,SEM图谱来表征样品的晶型与形貌,利用激发光谱和发射光谱研究了材料的发光特性.结果表明,所制得的NaGd(WO4)2:Eu3+是由纳米棒组成的绒球状发光材料,球体直径为100nm,纳米棒长2～5μm.样品不仅可以被紫外光(266nm)激发,还能被近紫外光(393nm)和蓝光(464nm)有效激发,其主发射峰值位于614nm,为红色荧光成分,且当Eu3+掺杂物质的量分数为3%时,此发射峰达到最大,该发光粉可用于制造紫外光芯片激发的白光LED.

双掺Er^(3+),Yb^(3+)离子KY(WO_4)_2晶体的光谱性质

研究分析了用助熔剂法生长的Er3+ Yb3+∶KY(WO4)2晶体在室温下的吸收光谱和发射光谱。在吸收谱的350～1750nm区域,除了900～1050nm的谱带是Er3+,Yb3+的共同谱带,其他的都属于Er3+的谱带。用266nm激发时产生540～560,660～680,850～870,1450～1600nm四个发射带;用976nm激发时产生的主要是Er3+的1450～1600nm发射带。这两者的能量转移机制不相同。

PEG-400辅助水热合成NaLa(WO_4)_2及掺杂Eu^(3+)发光性能的研究

通过PEG-400辅助水热法制备了NaLa(WO_4)_2,利用XRD、SEM、FTIR、TG等方法对粉体的结构、形貌、成分进行了表征。研究结果表明,pH值变化从pH=1.0到pH=9.0时,产物会发生由WO_3-NaLa(WO_4)_2的物相转化。在180℃,pH=9.0,V_(PEG-400):V_(H_2O)=1:1时获得单分散"千层酥"状三维微晶NaLa(WO_4)_2,Eu^(3+)掺入后,在λ_(ex)=394 nm的激发波长下,Eu^(3+)的~5D_0→~7F_2的跃迁强度远大于~5D_0→~7F_1的跃迁强度,Eu^(3+)处于NaLa(WO_4)_2晶格非反演对称中心位置,粉体表现出较强的红光发射,继续增大Eu^(3+)掺杂量至20mol%,会出现浓度猝灭。

Mg_(3)Ca_(3)(PO_(4))_(4):Eu^(2+)蓝色荧光粉的合成及发光特性研究

采用常规高温固相反应合成法,在炭热还原气氛下制备Mg_(3)Ca_(3)(PO_(4))_(4):Eu^(2+)荧光粉材料.通过测量激发光谱、发射光谱等光谱学手段,对所制备荧光粉样品的发光性质进行研究,讨论激发光波长、Eu^(2+)离子的掺杂浓度等因素对荧光粉光致发光性能的影响.结果显示,Mg_(3)Ca_(3)(PO_(4))_(4):Eu^(2+)在275 nm~350 nm宽带范围内存在高效吸收,在400 nm~500nm内有很强的蓝色荧光发射.该材料可作为潜在的蓝色荧光材料,在LEDs彩色显示等领域有广泛用途.

Eu^3+,Tb^3+共掺杂的NaGd(WO4)2颜色可调荧光粉的水热合成及发光性质研究

在不添加任何模板剂的情况下,采用温和水热法,制备了一系列NaGd0.96-x(WO4)2∶0.04Tb3+,xEu3+(x=0,0.005,0.01,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10,0.12,0.14,0.16,0.18)荧光粉。采用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及荧光分光光度计分别对所得样品的物相结构、形貌粒度及发光性能进行分析表征。结果表明:所合成的样品为NaGd(WO4)2的纯相,属四方晶系白钨矿结构。其形貌为规整的四方盘形,尺寸均一、分散性良好。系列样品均能被近紫外光有效激发,通过改变NaGd(WO4)2中Eu^3+/Tb^3+的掺杂浓度,实现了对荧光粉发光颜色由绿色到红色的全色调控。

NaY(WO_4)_2:Eu^(3+)红色荧光粉的水热法制备及其发光性能研究

采用水热法,在乙二醇:水=1:4的环境下制备出了NaY(WO4)2:Eu3+红色荧光粉,研究了体系pH值对粉体结构、形貌以及发光性能的影响.采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光分光光度计(PL)对样品进行了表征.结果表明:在180℃下可以得到纯相结构的NaY(WO4)2:Eu3+荧光粉,反应体系的pH值对合成的粉体的形貌及发光性能有显著影响.

Eu^3+/Sm^3+共掺K2Gd(WO4)(PO4)荧光粉的发光性能及热稳定性研究

采用高温固相法制备了K_2Gd_(1-x-y)(PO_4)(WO_4):x Sm^(3+),y Eu^(3+)新型红色荧光材料,通过利用X射线衍射谱(XRD)、荧光光谱对其结构及发光性能进行了研究。结果表明,稀土离子S^(3+)的掺入没有改变荧光粉的晶相;样品的激发光谱在394 nm有很强的激发峰,与近紫外LED芯片匹配,且Eu^(3+)的~5D_0→~7F_2电偶极跃迁表现出616 nm有较好的红光发射,Eu^(3+)的最佳掺杂量(摩尔分数)为y=0.3;Sm^(3+)进入晶格后,激发峰明显增强和变宽,表明Sm^(3+)对Eu^(3+)的发光起到敏化作用;K_2Gd_(0.68)(PO_4)(WO_4)∶0.3Eu^(3+),0.02Sm^(3+)样品在150℃时发光强度仍为初始温度的78%,具有良好的热稳定性且色纯度高,是一种潜在的白光LED用荧光粉。

Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2晶体光学性质研究

以Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体为基质,研究了铒激光器,提出了采用有顶部籽晶提拉法生长KYW晶体的方法.实验表明,当掺入Yb3+离子作为敏化剂时,其能量转移约为53%,同时,由实验中的Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体吸收和发射截面图可以看出,1610nm波长是一个好选择,可避开Er的吸收峰,达到提高输出效率的目的.最后分析了激光器调Q器件的选择,提出采用了U2+:CaF2或者Co2+:Al2O3可作为被动Q开关,为今后发展人眼安全激光器的研究打下了良好的基础.

Lu_(2)(MoO_(4))_(3):Eu^(3+)荧光粉的制备及热增强发光

采用固相法制备了Lu_(2)(MoO_(4))_(3):Eu^(3+)系列红色荧光粉,利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)和荧光光谱(PL)仪对制备荧光粉的结构、形貌、元素组成及光致发光性能进行表征与分析。实验结果表明Eu^(3+)成功掺入基质晶格中并得到Lu_(2)(MoO_(4))_(3):Eu^(3+)纯相样品,荧光粉颗粒大小在2μm左右。制备温度依赖样品光致发光结果表明1000℃下制备Lu_(2)(MoO_(4))_(3):Eu^(3+)样品发光性能最好。煅烧时间依赖样品光致发光结果表明1000℃下煅烧时间为6 h时样品发光效果最好。反常于荧光粉发光热猝灭现象,Lu_(2)(MoO_(4))_(3):Eu^(3+)样品在外界测试温度为250℃左右时出现热增强发光现象,与Lu_(2)(MoO_(4))_(3)负热膨胀特性有关。

GdPO_(4)·nH_(2)O∶Eu^(3+)发光粉的水热合成及发光性能研究

采用水热法制备系列GdPO_(4)·nH_(2)O∶Eu^(3+)发光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱等分析方法对样品的结构、形貌和发光性能进行表征。研究了初始溶液pH、水热反应温度和反应时间等对发光粉的结构和发光性能的影响。XRD和SEM分析结果表明,合成的样品均为六方结构的GdPO_(4)·nH_(2)O,发光粉均为棒状形貌。pH对GdPO_(4)·H_(2)O∶Eu^(3+)的结构和形貌有一定影响。激发光谱研究结果表明,激发带主要来自于Eu-O的电荷迁移带,发射光谱的主发射峰来自于~5D_0→^(7)F_(1)磁偶极跃迁。不同pH条件下合成的样品,由于Eu^(3+)离子周围局域环境的不同而导致电荷迁移带和发射峰相对强度有所不同。水热反应温度和时间也影响Eu^(3+)离子的周围局域环境。

溶胶-凝胶法合成SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)发光材料及其影响因素

SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)是商用的绿光长余辉发光材料,在许多领域具有实际的应用。本文采用溶胶-凝胶法制备SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料,通过控制变量法指导学生分析铝/锶投料比、铝/尿素投料比和煅烧气氛等几个关键因素对SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)的发光性质和氧化还原性质的影响。SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料的溶胶-凝胶法的最佳合成条件是化工生产的重要参数,本教学工作有助于培养学生的科学研究的思路和实验操作能力,研究工作也为优化SrAl_(2)O_(4):Eu^(2+),Dy^(3+)材料的品质和发光性能提供重要的参考意义。

LaPO_(4):Eu^(3+)/Ba^(2+)荧光材料的制备及其性能探究

LaPO_(4):5%Eu^(3+)/x%Ba^(2+)荧光材料是通过水热法制取获得。所制取的试样均采用X射线衍射(XRD)和荧光光谱仪对其晶体结构和荧光性能进行分析,并探讨反应体系酸碱度值和Ba^(2+)的掺杂量等。相关结果表明:水热法制取的Ba^(2+)共掺杂LaPO_(4):5%Eu^(3+)试样,均是正磷酸盐单斜晶系独居石结构纯相。LaPO_(4):5%Eu^(3+),1.5%Ba^(2+)试样在波长为255 nm紫外光的激发下,发出具有强烈Eu^(3+)的特征光。Ba^(2+)的掺杂量直接影响到LaPO_(4):5%Eu^(3+)试样的荧光强度,当Ba^(2+)掺杂量超过1.5%时,LaPO_(4):5%Eu^(3+),x%Ba^(2+)试样将会出现浓度猝灭现象。在此过程中,制取工艺条件对试样荧光性能有明显影响,在反应体系酸碱度值为2的强酸性环境可以获得荧光性能优异的试样。且LaPO_(4):5%Eu^(3+),1.5%Ba^(2+)试样位于595 nm的发射峰相对强度较LaPO_(4):5%Eu^(3+)试样提高74.3%。

Eu^(3+)掺杂Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12)的红色荧光粉性能分析

采用高温固相法制备Ca_(2(1-x))ZrSi_(4)O_(12):2x Eu^(3+)系列红色荧光粉,并对样品的物相结构、荧光特性、热稳定性和色坐标进行实验分析。分析结果表明:红色荧光粉Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12):Eu^(3+)可以被紫外光或蓝光激发,并在612 nm处表现出较强的红光发射;Eu^(3+)的最佳掺杂浓度为60%,浓度淬灭机理归因于电四级-电四极相互作用;样品在室温到453 K这一温度范围内有较为良好的热稳定性;所有样品色坐标均位于红色发光区域。表明Eu^(3+)掺杂Ca_(2)ZrSi_(4)O_(12)荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。

NaY(Mo/WO_4)_2∶Eu^(3+)红色荧光粉的合成和发光性能

利用固相法合成了Eu^(3+)掺杂的NaY(Mo/WO_4)_2红色荧光粉,并用对所获得的样品进行了XRD和激发-发射光谱表征。研究发现随着Eu^(3+)掺杂量逐渐增加,发光强度随之变化。当Eu^(3+)掺杂浓度为30mol%,荧光粉具有最强的发光强度。荧光粉能被395 nm波长紫外光有效激发,发射光谱主要体现为Eu^(3+)的5D0→7F2电偶极跃迁的红光发射,因此适合于解决白光LED缺乏红光成分而导致的显色性差问题。研究发现适量的W^(6+)取代Mo^(6+),不但可以提高荧光粉的发光强度,而且有利于改善材料的色纯度。W^(6+)的最佳掺杂浓度为10at%。在395 nm激发下,NaY(Mo_(0.9)W_(0.1)O_4)_2∶Eu^(3+)荧光粉的色度坐标为(0.666,0.331),优于传统商业红色荧光粉Y_2O_2S∶Eu^(3+)。