表观价态异常分子EuS_2和Eu_2S的泛函理论研究

用密度泛函理论方法研究了EUS2和Eu2S的分子结构、电子结构和成健情况．结果表明EuS2有弯曲构型和直线构型，而Eu2S只有弯曲构型．在S－S和Eu－Eu之间存在化学使．在这两个分子中，Eu和S的价届满足8电子规律，保持其正常价态．第一电离势和原子化能的计算值与实验结果符合较好．相对论效应对分子几何构型和振动基频影响较小，对分子轨道能级顺序和键能有较显著的影响。

Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:Eu_^(2+),Mn^(2+)单一基质白光荧光粉的发光性质

用高温固相法合成了颜色可调的Ca10(Si2O7)3Cl2:xEu2+,yMn2+荧光粉。研究了它的发光性质和Eu2+与Mn2+之间的能量传递。Eu2+离子在Ca10(Si2O7)3Cl2晶体中形成了峰值为426nm和523nm的5d→4f跃迁发光,Eu2+中心向Mn2+中心传递能量,敏化Mn2+离子4T1(4G)→6A1(6S)跃迁而产生585nm的黄光发射。黄绿蓝3个发射带叠加在单一基质中实现了白光发射。3个发射带的激发谱范围位于250～480nm处,Ca10(Si2O7)3Cl2:xEu2+,yMn2+在紫外-近紫外波段(350～410nm)范围内有很强的激发,是一种适合InGaN管芯激发的单一基质白光LED荧光粉。

助熔剂对绿色荧光粉Ba_2SiO_4:Eu^(2+)颗粒形貌及发光性能的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下合成了Ba2SiO4∶Eu2+绿色荧光粉,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计考察了不同助熔剂对Ba2SiO4∶Eu2+荧光粉的结晶度、物相纯度、颗粒形貌和发光强度的影响,并详细讨论了不同助熔剂在荧光粉制备过程中的作用机理。结果表明:不加助熔剂时样品存在BaSi2和SiO2杂相;利用NH4F、Na2CO3或H3BO3作为助熔剂时会抑制BaSi2杂相的形成,而BaF2作助熔剂可以得到纯的斜方晶系。与未加助熔剂合成的荧光粉相比,添加质量分数为2%的BaF2、NH4F或Na2CO3后合成样品的发光强度分别提高了138%,81%和34%;而质量分数为2%的H3BO3作助熔剂时,荧光粉的发光强度反而降低了14%。BaF2作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌接近球形,以NH4F、Na2CO3或H3BO3作助熔剂合成的荧光粉颗粒形貌分别为不规则片状、纺锤体形和不规则多边形大颗粒。

Eu^(2+)激活的硅酸锶材料的发光特性

采用高温固相法制备了Sr3SiO5∶Eu2+黄色发光材料,研究了Eu2+浓度及共激活剂等对材料发光性能的影响。结果显示,随Eu2+浓度的增大,Sr3SiO5∶Eu2+材料发射强度先增强后减弱,即存在浓度猝灭效应,根据Dexter理论,其浓度猝灭机理为电偶极-偶极相互作用。掺入共激活剂Yb、Tm均能提高材料的发射强度。利用InGaN管芯分别激发Sr2.98Eu0.01Tm0.01SiO5和Sr2.98Eu0.01Yb0.01SiO5材料,获得了很好的白光发射。

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。

Ca_2MgSi_2O_7:Eu^(2+)绿色发光粉的低温合成及光致发光

采用CaCl2作助熔剂同时又作反应物,利用固相法在碳还原气氛下合成了Ca2MgSi2O7:Eu2+发光粉,确定其最佳的合成条件为按CaCO3、Mg(OH)2、SiO2、CaCl2的量的比1.5:1:2:2.4称取原料,烧结温度为900℃,烧结时间为3h。合成的样品可被360～480nm的光有效激发,得到发射峰值位于529nm的绿光。该发光粉Eu2+的最佳掺杂摩尔分数为0.02。与高温法相比,低温法制备的Ca2MgSi2O7:Eu2+发光粉激发光谱形状表现出一些差别,并且发射光强度显著增强,低温制备的Ca2MgSi2O7:0.02Eu2+的发射强度是高温制备样品的261%。

钙长石中镓置换骨架铝对结构和Eu^(2+)发光特性的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Ca0.955Al2-xGaxSi2O8∶Eu2+(x=0～1.0)系列荧光粉,研究了Ga3+置换Al3+对晶体结构和光谱特性的影响。Ga3+以类质同相替代CaAl2Si2O8晶格中的Al3+形成连续固溶体,晶胞参数a,b,c和晶胞体积V随Ga3+置换量呈线性增大;晶面夹角α,β和γ随Ga3+置换量的增加呈线性递减。荧光激发谱为宽带,位于230～420 nm,可拟合成4个峰,表观峰值位于352 nm;随着Ga3+置换量的增加,半高宽从112 nm减小到98 nm。发射光谱位于375～560 nm,可由421和457 nm两峰拟合而成,表观峰值位于425 nm,随着Ga3+置换量的增加,两拟合峰均线性红移,且拟合峰强度比呈线性递减。

Dy^(3+)含量对Eu^(2+),Dy^(3+)共掺高硅氧发光玻璃发光性能的影响

通过控制Dy3+的掺杂浓度,制备出了不同浓度的Eu2+,Dy3+单掺和共掺高硅氧发光玻璃,测试其激发和发射光谱,讨论了Dy3+浓度对Eu2+,Dy3+共掺样品发光性质的影响。结果表明,Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃中存在Dy3+向Eu2+的无辐射能量传递现象,且Dy3+的引入会使高硅氧发光玻璃中Eu—O的共价作用减弱,造成Eu2+发射峰蓝移;随着Dy3+浓度的增加,Dy3+→Eu2+能量传递增强,Eu2+发光增强;Dy3+含量继续增加,则Dy3+发光出现浓度猝灭,且Dy3+→Eu2+能量传递减弱。

燃烧法表面处理的SrAl_2O_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光材料

SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料因耐水性差而使其应用受到极大限制。利用快速燃烧法对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表面处理,以X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜及荧光光谱等对表面处理前后SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料进行表征。实验结果表明:经燃烧法表面处理后的SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料表面获得了完整而致密的耐水性物质层,可有效提高材料耐水性能。

SrAl_2O_4:Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉材料发光性能与温度依赖研究

对SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料在100～500 K温度之间的发光性能进行研究。实验结果表明,材料的荧光及余辉强度在特定温度区间内呈线性变化,在热释峰所在温度范围具有较好的发光性能。其变化规律表明SrAl2O4∶Eu2+,Dy3+长余辉材料内部陷阱中电子的释放包括瞬时释放和延时释放两种类型,其中电子瞬时释放进而跃迁发光是荧光的组成部分,延时释放产生的跃迁则导致余辉发光。陷阱和电子的复合与陷阱中电子释放过程均随温度升高而增强,但温度过高时会发生热猝灭。材料荧光强度与余辉强度在特定温度区间内随温度呈线性变化关系表明其可以作为一种光纤温度传感材料。

MgO对Sr_2SiO_4∶Eu^(2+)荧光粉发光性质的影响

通过在Sr2SiO4∶Eu2+荧光粉中加入MgO,提高了Sr2SiO4∶Eu2+荧光粉的蓝光和黄光发射带的发射强度,研究了MgO浓度对Sr2SiO4∶Eu2+荧光粉发光强度的影响。当Mg与Si的量比在1.0附近时,荧光粉的亮度较高,且发光颜色为白色。通过调节Sr2SiO4∶yEu2+,MgO荧光粉中Eu2+的掺杂浓度,可以调节荧光粉的发光颜色。用Sr2SiO4∶Eu2+,MgO和400 nm的InGaN管芯制备的白光LED,色坐标优于α'-Sr2SiO4∶Eu2+和β-Sr2SiO4∶Eu2+荧光粉制成的白光LED,显色指数和流明效率高于β-Sr2SiO4∶Eu2+和α'-Sr2SiO4∶Eu2+制成的白光LED。

Sr_2Si_5N_8∶Eu^(2+)荧光粉的制备与发光性能

以α-Si3N4,SrCO3,Eu2O3为原料,采用碳热还原氮化法制备了Sr2Si5N8∶Eu2+荧光粉。研究了材料的结构与光谱特性,分析了影响材料发光性能的工艺因素。结果表明,石墨粉含量和助熔剂的用量对Sr2Si5N8相的形成和发光性能有重要影响。当nC/nSr=1.5,助熔剂用量为4wt%时,合成样品的主晶相为正交晶系Sr2Si5N8,在400～550nm可见光激发下,可发射峰值波长位于609nm荧光。激发带的位置与Eu2+离子浓度无关,为400～550nm之间的宽带激发;但发射强度随Eu2+离子浓度的增加而增加,Eu2+离子浓度达到5mol%时发射强度达最大值,在Eu2+离子浓度为2mol%～5mol%之间,观察到发射峰的红移现象。

Ca_3SiO_5∶Eu^(2+)材料光谱特性研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ca3SiO5∶Eu2+发光材料。测量了材料的激发与发射光谱,结果显示,材料的发射光谱为一峰值位于505 nm处的不对称的宽带谱;监测505 nm发射峰,所得材料的激发光谱为一双峰宽谱,峰值为374和397 nm。研究了合成条件对Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱的影响,结果显示,随合成温度或合成时间或Eu2+浓度的增大,Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱峰值强度均表现出先增大后减小的趋势,当合成温度为1 100℃、合成时间为4 h、Eu2+浓度为0.5 mol%时,Ca3SiO5∶Eu2+材料发射光谱峰值强度最大。

稀土掺杂长余辉发光玻璃的研究

分别采用空气气氛和还原气氛,制备了稀土Eu2O3,Dy2O3掺杂的铝硅酸盐玻璃,利用荧光光谱仪对样品进行了测试。结果表明:空气气氛条件下制备的铝硅酸盐玻璃样品均不具备长余辉发光性能,其激发光谱和发光光谱均是Eu3+的5Di(i=0,1)→7Fj(j=0~4)跃迁的典型光谱。经还原气氛处理后,单掺和双掺的铝硅酸盐玻璃样品均具有长余辉发光现象,单掺Eu2+的发光峰位于462 nm,而双掺Eu2+和Dy3+的发光峰位于457 nm,且双掺Eu2+和Dy3+的样品陷阱能级较深,样品的发光持续时间长达12 h以上。

Eu_2O_3纳米晶形貌模拟及其最佳纳米尺度计算

采用量子化学计算软件Material Studio的Morphology模块,运用BFDH法则对单斜Eu2O3颗粒的纳米晶形貌进行详细的预测,对其纳米化的最佳尺度进行充分的探讨,模拟计算显示单斜Eu2O3纳米晶的(001)面为最易外显面,显示几率为41.64%。通过对其纳米晶尺度的探讨,得出单斜Eu2O3纯组分的最佳粒径为130nm。

新型长余辉发光材料CaAl_2O_4:Eu^(2+)的制备与发光性能研究

采用高温固相法制备稀土Eu2+掺杂的CaAl2O4长余辉发光样品。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光光谱对所制备的样品进行结构表征分析,探讨Eu掺杂量为(助熔剂为0.3 mol%的H3BO3)0.5mol%、4.5 mol%、6.5 mol%情况下,合成CaAl2O4体系荧光粉的发光性能。研究结果表明:样品的激发光谱和发射光谱均为宽带谱,且发射光谱的最大峰值位于442 nm左右,属于Eu2+的4f65d→4f7跃迁,所发光正是人眼感觉最舒适的蓝光。蓝色荧光粉Ca0.995Al2O4∶0.5%Eu2+的发光强度最好,并且在此含量下,样品的颗粒较小且分别均匀,形貌较好。

白光LED用单基质荧光粉BaSrMg(PO_4)_2:Eu^(2+)的制备及发光性能研究

采用高温固相反应法在1 200℃下制备了Eu2+激活的BaSrMg(PO4)2高亮度白光荧光粉,并对其晶体结构和发光性能进行了研究。荧光光谱研究表明该荧光粉的发射光谱由两个谱带组成,其中心分别位于424和585nm处,归结为Eu2+分别占据了基质中Sr2+,Ba2+格位而导致的4f65d1→4f7电子跃迁。两个发射峰的激发光谱均分布在250～400nm的波长范围内,峰值位于360nm左右。表明该荧光粉可被IN-GaN管芯产生的近紫外辐射有效激发,是一种性能良好的白光LED单一基质白光荧光粉。深入考察了基质中不同Ba和Sr的比例、Eu2+掺杂浓度对荧光粉发光强度和色坐标的影响,并可通过改变上述参数实现该荧光粉的色坐标可调性,在最优条件下该荧光粉发光已在白光区域。考察了Eu2+掺杂浓度对荧光粉量子效率的影响,为荧光粉的最佳掺杂浓度提供理论依据。

SrSi_2O_2N_2:Eu^(2+)荧光粉的制备及性能研究

以SrCO3,Si3N4,Eu2O3为原料,在N2气氛下,采用自还原高温固相法制备了SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉。研究了该荧光粉的物相结构、发光性能和晶体形貌,同时对比在不同气氛下合成的荧光粉。结果表明,在N2气氛与N2/H2气氛下分别合成的SrSi2O2N2:Eu2+荧光粉物相结构和光谱特性基本一致。显示出合成了主晶相SrSi2O2N2,但还含有少量未知的中间项。Eu2+浓度的变化不影响激发状态,而发射光谱的波长在Eu2+浓度为1mol%-20mol%之间,从530 nm的绿光红移至550 nm的黄绿光区域。同时,激发光谱覆盖的范围宽,均能有效的被UV或蓝光激发,这意味着该类荧光粉在白光LED方面有可能得到广泛的应用。

凝胶燃烧法合成Ca2SiO4：Eu^2＋微晶及其发光性质的研究

利用凝胶燃烧法合成了可用于白光LED的Ca2SiO4:Eu2+微晶,并研究了其发光性质。以(C2H5O)4Si作为硅源,克服了传统的燃烧法无法将硅引入的困难,合成了纯相Ca2SiO4基质。与高温固相法相比,凝胶燃烧法制备的Ca2SiO4:Eu2+微晶呈现峰值为501 nm的绿色宽带发光,其发射光谱没有变化,可以被350~400 nm的UVLED管芯有效激发,但生成物分散性好,初始制备温度较低(500℃左右),颗粒平均尺寸小于1μm。

新型超细蓝色荧光粉Sr_2MgSi_3O_9∶Eu^(2+)的合成及发光性质

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型蓝色发光材料Sr2MgSi3O9∶Eu2+。用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对样品的物相结构、微观形貌及发光性质进行了分析和表征。结果表明:Sr2-xMgSi3O9∶Eu2x+系列样品的衍射峰数据与Sr2MgSi2O7的JCPDS卡片(卡号:75-1736)衍射峰数据基本一致,属四方晶系。其一次颗粒近似球形,粒径在100nm左右。激发光谱分布在250～450nm的波长范围,主激发峰位于424nm处,次激发峰位于400nm处,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发。发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于470nm附近,是典型的Eu2+的4f5d-4f跃迁导致的。Sr2MgSi3O9∶Eu2+是一种很有前途用于白光LED的蓝色荧光粉。