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。

白光LED用白光荧光粉Gd_2MoB_2O_9:Eu^(3+),Tb^(3+)的制备及其发光性能研究

采用高温固相法首次合成了由Eu3+和Tb3+共激活的Gd2MoB2O9白色荧光粉,并对其发光性质进行研究。该荧光粉在近紫外光(375nm)激发下发出较强的白色荧光(常温),光谱测试显示Gd2MoB2O9∶Eu3+,Tb3+的发射光谱中存在3个发射峰,分别位于486,543和613nm处,能够合成较理想的白光;激发光谱在250~400nm处均有较强的吸收,能与紫外LED很好地匹配,适用于白光LED。

Gd_2O_3∶RE^(3+)(RE:Eu,Tb)纳米棒的合成与表征

掺杂Eu和Tb离子的一维稀土氧化物发光材料因具有与其体相材料不同的光谱特性在近年来引起了人们的极大研究兴趣。(Gd0.9Eu0.1)(OH)3和(Gd0.9Tb0.1)(OH)3纳米棒前驱物通过水热法首先被合成,然后经退火处理得到Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒。FE-SEM的形貌测试结果表明,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒有约为20～60nm直径和200～500nm长度。XRD的结构测试证实,所得到的Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒样品均属于立方晶系。光谱测试结果表明,同体相材料相比,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒的Eu3+和Tb3+的特征发光峰出现了宽化现象,样品的纳米表面效应可能是导致其发光峰宽化的主要原因。

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。

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。

近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:Gd^(3+),Tb^(3+),Eu^(3+)荧光粉的制备及其发光性能研究

采用液相沉淀法制备了近紫外光激发的颜色可调Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Tb^(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Eu^(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.03Tb^(3+),0.03Eu^(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、荧光光谱以及色坐标分析研究了所制备荧光粉的结构、形貌和发光性能。XRD分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Tb^(3+)、Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Eu^(3+)和Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.03Tb^(3+),0.03Eu^(3+)荧光粉样品属单斜晶系。荧光光谱分析表明,Sr_2SiO_4:Gd^(3+),Tb^(3+),Eu^(3+)的激发光谱包括200~300nm的宽带吸收峰和Tb^(3+)、Eu^(3+)的系列吸收峰。在243nm、354nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Tb^(3+)的发射光谱由Tb^(3+)的~5D_4→~7F6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5(548nm,绿光)和~5D_4→~7F4(588nm,黄光)跃迁发射峰组成。在243nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.06Eu^(3+)的发射光谱由Eu^(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。在243nm、252nm、364nm紫外光激发下,Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.03Tb^(3+),0.03Eu^(3+)的发射光谱由Tb^(3+)的~5D_4→~7F_6(490nm,蓝绿光)、~5D_4→~7F_5 (548nm,绿光)、~5D_4→~7F_4(588nm,黄光)和Eu^(3+)的~5D_0→~7F_1(591nm,橙光)、~5D_0→~7F_2(614nm,红光)、~5D_0→~7F_3(652nm,红光)跃迁发射峰组成。色坐标分析表明,Sr_2SiO_4:0.06Gd^(3+),0.03Tb^(3+),0.03Eu^(3+)是很好的近紫外光激发的三色发光荧光粉。

Tm^(3+)‑Tb^(3+)‑Eu^(3+)共掺含Na_(3)Gd(PO_(4))_(2)晶相荧光玻璃陶瓷的制备及发光性能

采用熔融晶化法制备Tm^(3+)‑Tb^(3+)‑Eu^(3+)掺杂含Na_(3)Gd(PO_(4))_(2)晶相荧光玻璃陶瓷,并对其光学性能进行了研究。利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试,确定了样品的晶相结构和最佳热处理条件(740℃/3 h)。在359 nm激发下,Tm_(2)O_(3)、Tb_(4)O_(7)、Eu_(2)O_(3)掺杂浓度(物质的量分数)分别为0.2%、0.2%、0.95%时,玻璃陶瓷的色度坐标为(0.3332,0.3188),接近标准白光(0.333,0.333)。结合荧光光谱和荧光衰减曲线分析,证实了样品中存在Tm^(3+)→Eu^(3+)、Tb^(3+)→Eu^(3+)的能量传递。

LED用Gd_2(WO_4)_3:Eu^(3+),Tb^(3+),Tm^(3+)荧光粉的制备及发光性质研究

采用化学共沉淀法制备了Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)单掺,Eu^(3+)、Tb^(3+)共掺,Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)三掺的Gd_2(WO_4)_3纳米发光材料,并且研究了其发光性质.结果表明:所制的样品为Gd_2(WO_4)_3的底心单斜结构,Tb^(3+)的摩尔分数为:5%时,Gd2(WO4)3:5%Tb^(3+)的发光最强,此外还发现了Eu^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递现象.在Eu^(3+)、Tb^(3+)、Tm^(3+)三掺杂体系中在353nm光激发下色坐标更为接近白光的标准色坐标值,能够合成比较理想的白光.

白光LED用红色荧光粉Gd_2Mo_3O_9∶Eu^(3+)的制备及表征

利用Na2CO3作为助熔剂,采用高温固相反应方法制备了三价铕离子激活的Gd2Mo3O9红色荧光粉。利用XRD和荧光光谱,研究了助熔剂的量、制备时的温度以及激活剂Eu3+的浓度对荧光粉的晶体结构和发光性能的影响。测试结果表明,这种新型的荧光粉可以被紫外光280nm,近紫外光395nm和蓝光465nm有效激发,发射主峰位于613nm,并且证明Eu3+离子在晶体结构中占据了非反演对称中心的位置。395,465nm的吸收与目前广泛应用的紫外和蓝光LED芯片的输出波长相匹配。因此,这种荧光粉是一种可能应用在白光LED上的红色荧光粉材料。

Gd_2O_3:Eu^(3+)溶胶-凝胶薄膜发光特性研究

以无机稀土氧化物为原料制备了Gd2O3:Eu3+溶胶-凝胶薄膜,通过对不同Eu3+离子掺杂浓度、不同烧结温度薄膜发光强度的研究,得出Gd2O3薄膜中Eu3+离子的最佳掺杂浓度为10%、最佳热处理工艺为800℃下烧结2h;由薄膜和粉末激发谱的比较发现:薄膜中存在着比粉末更有效的能量传递,从而更有利于高能射线激发发光;首次观察到薄膜经过1000℃烧结2h后发光消失,并通过SEM和XRD的实验分析对这一现象进行了解释。

复合沉淀法制备(Y,Gd)_2O_3:Eu纳米粉体及其发光性能

报道了一种采用氨水和碳酸氢铵的混合溶液作为复合沉淀剂来制备(Y,Gd)2O3:Eu发光粉体的新工艺.采用热分析(TG-DTA)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对粉体制备过程中的物理化学变化进行了研究.通过X射线激发的发射光谱研究了Eu掺杂浓度和煅烧温度对(Y,Gd)2O3:Eu粉体发光性能的影响.结果表明采用复合沉淀法制备工艺,经过850℃煅烧2h,可以得到晶粒尺寸为50nm左右,且基本无团聚的(Y,Gd)2O3:Eu粉体,比表面积为23m2/g,其X射线激发的发光强度较草酸盐沉淀法所得到的相同组分的粉体大大增强.

Y_2O_3纳米晶体中Ln^(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片。研究了纳米Y2O3∶Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为。研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料。这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同。尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极-电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小。

碳酸氢铵共沉淀法制备(Y,Gd)2O3：Eu^3＋纳米材料及光谱特性

以碳酸氢铵作沉淀剂采用共沉淀法制备了(Y,Gd)2O3∶Eu3+纳米粉体。用FT-IR、DTA/TG、XRD和SEM对样品进行了表征,并用荧光光度计分析了样品的发射光谱。结果表明:碳酸氢铵为沉淀剂,先驱沉淀物经150℃干燥,800℃煅烧保温2 h时,合成了近似球形、粒径均匀、约为15~20 nm、分散性好的(Y,Gd)2O3∶Eu3+纳米粒子。随着掺入Eu3+浓度的增加,发射峰强升高;当掺入5 mol%的Eu3+时,峰强最大;当Eu3+的含量高于5 mol%时出现了浓度猝灭,峰强反而降低。

Gd_2O_3:Eu^(3+)纳米棒的制备与发光性能

在表面活性剂辅助的水热条件下合成出尺寸均一的Gd2O3∶Eu3+纳米棒,对其结构和荧光性质进行了表征,并对其生长机理进行了初步讨论.XRD结果表明,水热前驱体样品为六方晶相的Gd(OH)3,经过灼烧之后样品为立方相的Gd2O3.TEM照片表明,所得样品为直径60nm、长度约600nm的纳米棒.荧光光谱表明,在波长为254nm的紫外光激发下,Gd2O3∶Eu3+纳米棒产生了不同于前驱体的特征红光发射,对应于Eu3+的5D0-7F2跃迁,表明Gd2O3是红色发光材料的良好基质.

掺杂离子对Gd_2O_2S:Eu^(3+)磷光体结构和发光性能的影响

采用高温固相反应法制备出新型红色长余辉发光材料Gd2O2S:Eu3+,Xn+(X为Mg、Si、Ti中的一种或两种),研究掺杂离子对Gd2O2S:Eu3+磷光体的晶体结构、形貌粒度和发光性能的影响。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和分光光度计等对合成产物进行分析与表征。结果表明:掺杂离子没有改变Gd2O2S:Eu3+磷光体的晶体结构,颗粒的形貌为类球形,分散性良好。同时,掺杂离子显著地延长发光材料Gd2O2S:Eu3+的余辉时间,并显示纯正的红色发光。

Eu^3＋或Tb^3＋掺杂Y2O3纳米材料紫外激发光谱

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Eu或Tb)掺杂浓度和不同平均粒径的Y2O3∶Ln纳米晶体粉末和体材料样品。研究发现随着粒径的减小,Y2O3∶Eu电荷迁移带的位置发生红移;并且,由于存在于近表面低结晶度环境中的Eu3+数量的增加,小粒径样品(5nm)的电荷迁移带还向长波方向发生了明显的展宽。实验中还观察到Y2O3∶Tb纳米晶激发谱中4f5d(4f8→4f75d1)跃迁吸收对应激发峰(带)的谱线形状随样品粒径变化存在较大的差异,这是由于Tb3+存在于近表面的低结晶度和颗粒内部的高结晶度两种不同环境中,Tb3+的4f5d跃迁在两种环境中对应的吸收峰位置不同,当样品粒径发生变化时Tb3+处于两种环境中的比例随之变化,造成相应吸收跃迁对应的激发峰(带)强度发生变化,并改变了激发谱的谱线形状。实验中还发现,随着Tb3+(或Eu3+)浓度的减小,Y2O3基质激子跃迁吸收的激发峰对比4f5d跃迁(或电荷迁移带)激发峰的相对强度随之增强。

溶胶-冷冻法制备纳米Gd_2O_3：Eu^(3+)发光材料

采用溶胶-冷冻法合成了粒径为20nm左右的近似于球形的Gd_2O3:Eu^(3+)发光材料.XRD和FTIR分析表明:所合成的前驱体样品为带有结晶水的晶态氢氧化物,经过热处理后得到了立方相的Gd_2O_3.荧光光谱测试表明:所合成的样品具有良好的Eu^(3+)特征红光发射,Gd^(3+)到Eu^(3+)之间具有有效的能量传递过程.随着灼烧温度的升高,发射峰和激发峰的强度有所增强,荧光寿命变长,这是由于热处理温度升高,晶体生长变好,表面缺陷减少,使表面的猝灭中心减少,从而提高了荧光强度和荧光寿命.

水热法制备多层核壳结构Gd_2O_3∶Eu^(3+)空心微球

以稀土硝酸盐-葡萄糖的混合溶液作为前驱体,采用一步水热法和随后的热处理得到了多层核壳结构Gd2O3∶Eu3+空心微球,并用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X-射线能量色散光谱(EDS)和荧光光谱等测试手段对所得样品进行了表征。结果表明:所得空心球样品为纯的立方相的Gd2O3。具有规则的多层核壳空心结构,空心球的直径在2~3μm左右,壁厚约为100nm,并且Gd2O3∶Eu3+空心球是由尺寸约为30nm的球形纳米颗粒自组装而成。样品中含有Gd、Eu、O元素。该空心球样品具有强的Eu3+的特征红光发射以及长的荧光寿命,可以用来作为时间分辨荧光标记物。

绿色荧光粉Gd_2Ba_3B_3O_(12):Tb^(3+)的发光性能研究

采用高温固相法制备了一系列Gd2Ba3B3O12:Tb3+绿色荧光粉,借助X射线粉末衍射仪(XRD)、真空紫外光谱和荧光光谱仪(VUV-UV)对样品的物相、发光性能进行了表征。结果表明,Tb3+作为发光中心全部进入到基质Gd2Ba3B3O12的晶格中并占据Gd3+的位置。样品Gd2Ba3B3O12:Tb3+的VUV-UV激发光谱主要由160～200nm和200～250nm的宽峰以及260～280nm和300～320nm的锐利峰组成。宽峰是由于基质吸收和Tb3+的f—d的跃迁形成的,锐利峰是由于Tb3+和Gd3+的f—f特征跃迁形成。样品Gd2Ba3B3O12:Tb3+的最强发射峰位于543nm,对应于Tb3+的5 D4→7 F5跃迁。在172nm激发下,样品Gd1.85Tb0.15Ba3B3O12的发光强度最强,其色坐标为(0.313 6,0.484 3),衰减时间为2.98ms,可作为绿色荧光粉应用于等离子体显示器(PDP)领域。

Gd_2(MoO_4)_3∶Tb^(3+)荧光粉的固相合成与光谱性质

以MoO3、Gd2O3及Tb4O7为原料,以NH4HF2为助溶剂,在碳粉还原条件下制备了不同Tb3+掺杂浓度的Gd2(MoO4)荧光粉样品。采用X射线衍射(XRD)对样品的晶体结构进行了表征,发现掺杂浓度的改变未对产物的晶体结构产生影响,产物均为单一正交相Gd2(MoO4)3。对样品的激发、发射光谱及荧光衰减特性进行了测量和分析,结果表明:样品在200～300 nm范围内具有较强的源自于Tb3+的f-d跃迁及Mo-O电荷迁移跃迁吸收;在紫外光激发下观察到了Tb3+及MoO42-基团的本征发射。研究了发光强度、荧光寿命以及样品的发光色坐标与Tb3+浓度的关系,结果表明样品的发射光色纯度较差,该体系荧光粉与实际应用要求还有较大差距。