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.

水热法制备NaY(WO_(4))_(2)∶Eu^(3+)荧光粉及其上转换发光性能研究

采用水热法合成出NaY(WO_(4))_(2)∶Eu^(3+)荧光粉。研究了水热反应时间对样品晶体结构、形貌及上转换发光性能的影响。结果表明:水热反应6h后所得样品均属四方相,且掺入的Eu^(3+)进入到基质NaY(WO_(4))_(2)晶格中,并占据Y^(3+)的格位。添加聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂,可得到形貌统一且分散性良好的微米针状球。利用790nm近红外光激发样品,获得了595nm橙光和616nm红光发射峰,其中橙光发射来自Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(1)跃迁,红光由Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁产生。

颜色可调CsLa(WO_(4))_(2):Pr^(3+)荧光粉的光致发光和温度传感特性

利用高温固相法制备了一系列不同Pr^(3+)掺杂浓度的CsLa(WO_(4))_(2)荧光粉,测试了X射线衍射(XRD)、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱与荧光衰减曲线,讨论了光致发光光谱与浓度、温度的联系,并基于荧光强度比(FIR)技术计算得出温度传感相关参数。CsLa(WO_(4))2∶Pr^(3+)主要呈现源自3P_(0)和1D_(2)能级的发射,对应的最佳掺杂浓度分别为0.03和0.01,经证实电偶极‐电偶极相互作用导致了浓度猝灭。3P_(0)与1D_(2)能级的发射随温度变化趋势不同,这主要归因于Pr^(3+)‐W^(6+)的价间电荷迁移(IVCT)、交叉弛豫(CR)和多声子弛豫(MPR)等过程的综合作用。由于上述发射表现出不同的浓度和温度依赖特性,实现了颜色可调谐发光。基于3P_(1)→3H_(5)/3P_(0)→3H4热耦合能级对和1D_(2)→3H_(4)/3P_(0)→3H_(4)非热耦合能级对的FIR,计算得到相对灵敏度分别为586.01/T^(2)K^(-1)和1071.78/T^(2)K^(-1),表明该材料在温度传感领域具有潜在应用价值。

NaY(MoO_(4))_(2):Sm^(3+)荧光材料的制备及其发光性能的研究

采用传统水热反应一步合成出一系列与基质同相的Sm^(3+)离子掺杂NaY(MoO_(4))_(2)荧光粉。XRD、SEM、粒度分布和发光光谱等测试结果表明,所得产物为具有四方白钨矿结构的微米颗粒,且当更多Sm^(3+)取代Y^(3+)离子后,会引起晶胞常数增大。此外,当引入EDTA-2Na后,其颗粒尺寸在减小的同时,形貌亦由八面体演变至长方体,这是EDTA-2Na控制颗粒生长以及对{001}晶面的优先作用吸附所致。最后,在814 nm近红外光激发下,可观察到565 nm绿光、600 nm橙光以及647 nm与706 nm处的红光发射,其中绿光发射源自Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(5/2)跃迁,橙光由Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/2)跃迁产生,而红光则分别归属于^(4)G_(5/2)→^(6)H_(9/2)和^(4)G_(5/2)→^(6)H_(11/2)跃迁。

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。

NaY(WO_(4))2∶Sm^(3+)粉末的制备及荧光性能

以柠檬酸三钠为结合剂,采用水热法结合高温烧结两步法制备了一系列NaY_(1-x)(WO_(4))2∶xSm^(3+)(x=0、0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030)粉末。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和荧光性能(PL)对粉末的相结构、形貌、成分以及发光性能进行了表征。研究结果表明,所合成粉末为NaY(WO_(4))2的纯相,属四方晶系白钨矿结构,其形貌为3D花形。在405 nm的光激发下,NaY(WO_(4))2∶Sm^(3+)粉末在600 nm处具有最高的荧光强度,对应于Sm^(3+)的^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/2)磁偶极跃迁,观察到橙红光发射,且Sm^(3+)最佳掺杂摩尔分数为0.015时,粉末显示出最强的荧光发射强度。

水热法合成不同形貌NaGd(WO_(4))_(2)∶Eu^(3+)及其荧光性能

以氧化钆(Gd_(2)O_(3))、氧化铕(Eu_(2)O_(3))、钨酸钠(Na_(2)WO_(4)·2H_(2)O)为原料,EDTA-2Na为辅助剂,水热合成了不同形貌的NaGd(WO_(4))_(2)∶Eu^(3+)荧光材料,利用XRD、SEM以及UV-Vis对产物的结构、形貌及其发光性能进行表征。探讨了辅助剂用量、Eu^(3+)离子掺杂量等因素对NaGd(WO_(4))_(2)∶Eu^(3+)荧光材料的结构、形貌以及荧光性能影响。结果表明:合成样品均为四方晶系白钨矿结构NaGd(WO_(4))_(2);水热条件下,辅助剂EDTA-2Na用量的不同,NaGd(WO_(4))_(2)的形貌也发生了明显变化:从不规则颗粒状,演变成多面体颗粒,以及纳米片自组装花状颗粒,再演变成大脑状形貌。NaGd(WO_(4))_(2)晶体在激活离子Eu^(3+)掺杂浓度较低的情况下,没有出现浓度猝灭效应。

LiBi(WO_(4))_(2):Eu^(3+)红光荧光粉的制备及其发光性能

采用微波法制备LiBi(WO_(4))_(2):Eu^(3+)红光荧光粉.利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪,对荧光粉的晶体结构、形貌和光谱性能进行研究.在467.5 nm激发下,所有的LiBi(WO_(4))_(2):Eu^(3+)荧光粉在612 nm处表现出强烈的红色发射峰,该发光峰属于Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁.在LiBi(WO_(4))_(2):Eu^(3+)荧光粉中,Eu^(3+)的最佳掺杂浓度x=11 mol%.在LiBi(WO_(4))_(2)中,Eu^(3+)浓度猝灭的主要途径为临近离子交换作用.样品的激发态动力学实验表明,当LiBi(WO_(4))_(2):Eu^(3+)荧光粉的掺杂浓度达到14 mol%时,没有出现明显的浓度猝灭现象.该研究所获得的荧光粉表现出良好的色饱和度和低色温,是一种潜在的、性能优异的白光LED用红光荧光粉材料.

绿色荧光粉Li_(4-3x)Sm_(x)(WO_(4))_(2)的制备及发光性能研究

采用水热法制备了Li_(4-3x)Sm_(x)(WO_(4))_(2)系列绿色荧光粉。通过扫描电镜、X射线衍射和荧光光谱等手段研究所得粉体形貌、结构和发光性能,分析了Sm^(3+)变化对样品形貌和发光性能的影响。结果表明:所有Li_(4-3x)Sm_(x)(WO_(4))_(2)系列微晶样品均为四方晶系、白钨矿结构,该荧光粉可被蓝光(450nm)有效激发,最强发射波长位于568nm,获得高亮度绿光。随着x的增大,样品中Sm^(3+)的568nm和664nm两个特征发射峰的强度先增大后减小,当x=0.4时达到最大。

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.

碱土金属离子对掺杂NaY(MoO_(4))_(2):Sm^(3+)上转换发光的影响

采用水热法合成了不同种类的二价碱土金属离子Re2+(Mg2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+)掺杂NaY(MoO4)2:Sm3+上转换荧光材料,通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、发射光谱,对合成样品的晶型结构、形貌和上转换发光性能进行研究。结果表明:碱土金属的掺杂可以通过Y3+格位和占据晶格间隙的方式进入基质晶格;在814nm近红外光上转换激发下,观察到NaY(MoO4)2:Sm3+565 nm处4G5/2→6H5/2能级跃迁的绿光发射峰,600 nm处4G5/2→6H7/2能级跃迁的橙光发射峰以及647nm处4G5/2→6H9/2能级跃迁的红光发射峰。掺杂碱土金属离子后的Re2+@NaY(MoO4)2:Sm3+晶型均与NaY(MoO4)2标准卡一致,颗粒更加均匀。掺杂Re2+(Mg2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+)后,上转换发光强度增强,分别可提高60%、70%、45%、60%,这是因为掺杂的Re2+离子替换了Y3+离子产生O2-空位,空位在电荷迁移耦合作用下作为敏化剂,向激活离子传递上转换能量。

Er^(3+)/Yb^(3+):KY(WO_4)_2晶体光谱的各向异性分析

在室温下测量和分析Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体三个折射率主轴方向上的吸收光谱和荧光光谱,其吸收光谱和荧光光谱谱带强度明显呈现各向异性;用修正的Judd-Ofelt理论计算Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体中Er3+在三个折射率主轴方向上的强度参量Ωt(t=2,4,6)和各吸收谱带的电偶极跃迁振子强度,同时计算了Yb3+在三个轴向上980nm波长处的积分吸收截面。结果表明:Er3+/Yb3+:KY(WO4)2晶体吸收光谱和荧光光谱存在各向异性,Np轴为Er3+/Yb3+:KY(WO4)2激光晶体的最佳泵浦轴向。

Eu^(3+)/Dy^(3+)共掺Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)荧光粉的发光性质研究

稀土掺杂发光材料一直是科研领域研究的热点,被广泛应用于白光LED、温度传感、显示显像、新能源和激光等领域。基质的结构对于稀土离子光致发光特性有非常重要的影响,在众多发光基质材料中,硼酸盐具有透光范围宽、光学损伤阈值高、较好的热稳定性和化学稳定性等优点。碱土-稀土金属硼酸盐Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)具有出色的光学性能,对其发光性能的研究具有重要意义。稀土离子Eu^(3+)具4f^(6)电子层,是一种典型的下转换发光中心离子,常被选作红色发光材料的激活剂。Dy^(3+)具4f^(9)电子层,也是一种典型的下转换发光中心离子,在紫外光激发下,在蓝色光区和橙色光区有较强的荧光发射。采用高温固相法合成了Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)∶Eu^(3+)/Dy^(3+)荧光粉,通过XRD和SEM对样品的结构和形貌进行了表征,XRD结果表明,1000℃烧结5 h,H_(3)BO_(3)过量20%为最佳制备条件,且少量的Eu^(3+)和Dy^(3+)掺杂并未改变Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)的晶格结构。SEM图像表明Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)基质的平均晶粒尺寸为2~4μm,10%Eu^(3+)单掺和5%Eu^(3+)/5%Dy^(3+)双掺样品与基质Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)的SEM图像相比,形貌和尺寸并没有发生明显的改变。Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)∶Eu^(3+)荧光粉的发光结果表明,分别在395和466 nm激发下,浓度为5%,10%和15%的Eu^(3+)单掺Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)荧光粉的主要发光位于593和613 nm的红光发射,峰强度随着Eu^(3+)浓度的增加呈现先增加后降低的变化形式,掺杂浓度为10%时发光强度最大,说明存在浓度猝灭现象。色坐标结果显示,激发波长由395 nm变化到466 nm,Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)∶Eu^(3+)荧光粉的发光颜色从橙红色向红色转变。引入Dy^(3+)后,Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)∶Eu^(3+)/Dy^(3+)样品的发射光谱出现Dy^(3+)的486 nm的蓝光发射(^(4)F_(9/2)→^(6)H_(15/2))和576 nm的橙光发射(^(4)F_(9/2)→^(6)H_(13/2)),并且随着Dy^(3+)浓度的增加,对Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(1,2,3,4)跃迁有抑制作用。色坐标结果显示通过调整掺杂离子Eu^(3+)和Dy^(3+)的比例可实现Sr_(3)Y_(2)(BO_(3))_(4)∶Eu^(3+)/Dy^(3+)荧光粉的颜色从红色区域向橙色区域转变,说明其在显示方面具有良好的应用前景。

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。

Sm^(3+)掺杂NaLa(WO_(4))_(2)单一基质白光荧光粉制备及发光性能

单离子掺杂体系单一基质白光荧光粉可以有效克服紫外芯片+三基色荧光粉获得白光方案中颗粒分散性和沉降性不均的问题,克服荧光粉彼此间发光再吸收及三基色配比调控等问题.本文采用熔融盐法制备了Sm^(3+)离子单掺NaLa(WO_(4))_(2):x Sm^(3+)白光荧光粉.在紫外光激发下,WO_(4)^(2-)自激活发出的蓝绿光,与Sm^(3+)发射的绿光、黄光、橙光和红光混合得到了白光.在250 nm激发下,荧光粉会发出冷白光;在403 nm激发下会发出暖白光.随着Sm^(3+)掺杂浓度增加,相对色温逐渐降低.所制备的样品均为纯的四方相结构,晶粒形貌为不规则菱形薄片.通过分析实验数据确定Sm^(3+)离子间的能量猝灭类型为电偶极-电偶极作用.得到的NaLa(WO_(4))_(2):x Sm^(3+)荧光粉具有较高的稳定性,能被近紫外LED芯片有效地激发,可作为单离子掺杂单一基质白光荧光粉潜在候选.

发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu^(3+)的水热法制备及发光性能研究

采用水热法制备了可用于白光LED的红色发光材料BaSrMg(PO_4)_2∶Eu^(3+)。通过X射线衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其结构和形貌进行测试表征,研究了不同pH值(5,6,7和8)和不同反应温度(120,140,160,180和200℃)对荧光粉的晶体结构和形貌的影响。从XRD的结果可以看到,当pH6时合成的样品的衍射峰为较高强度的锐锋,FESEM扫描图像也显示该制备条件下获得了立方体形状的规则晶体。在pH值分别为5,7,8时所制备的样品XRD图谱中大多是强度很弱的宽峰叠加了极少的锐锋,表明样品为固熔体或者含有混合相,这与FESEM扫描图像所显示的无定形态颗粒的结果相一致。荧光光谱测试结果表明,该荧光粉在394nm波长光的激发下产生的发射谱包含了以下6组发射峰536nm(~5 D1→~7 F_1),578nm(~5 D_0→~7 F_0),590nm(~5 D_0→~7 F_1),613nm(~5 D_0→~7 F_2),646nm(~5 D_0→~7 F_3)和696nm(~5 D_0→~7 F_4)。荧光粉的激发光谱分别由361nm(~7 F_0→~5 D_4),380nm(~7 F_0→~5 L_8),394nm(~7 F_0→~5 L_6)和464nm(~7 F_0→~5 D_2)四组激发峰组成。经过条件优化后制备的荧光粉的主要激发峰在394nm(~7 F_0→~5 L_6),该荧光粉在394nm波长光激发下产生的发射峰主峰在613nm(~5 D_0→~7 F_2)。发射峰的劈裂随着pH值和温度的变化而改变,这一现象说明了荧光粉的发光性质与它的晶体结构和颗粒形貌存在着密切的联系。

Li_(4)SrCa(SiO_(4))_(2)∶Eu^(3+)红色荧光粉的合成及其发光性能

采用硅酸盐作为基质材料,通过高温固相法合成了Li_(4)SrCa(SiO_(4))_(2)∶Eu^(3+)红色荧光粉。通过X射线粉末衍射、X射线光电子能谱、透射电镜和荧光光谱,对所得样品的物相、形貌及其发光性能进行了表征分析。结果表明,掺入Eu^(3+)后,Li_(4)SrCa(SiO_(4))_(2)的晶体结构并没有发生改变。在393 nm光激发下,荧光粉的荧光光谱中693 nm处发射峰强度最强。以693 nm作为监测波长,荧光激发峰分别为361 nm(7F0→5D4)、375 nm(7F0→5G3)、413 nm(7F0→5D3)、393 nm(7F0→5L6)和464 nm(7F0→5D2),即样品对近紫外和蓝光有较好的吸收。利用发射光谱研究了Eu^(3+)掺杂浓度(物质的量分数)对荧光粉发光强度的影响。当Eu^(3+)的掺杂浓度x=0.10时,样品发射强度最强,发射红光,其色坐标为(0.6375,0.3537)。通过Dexter强度与浓度关系分析了浓度猝灭机制。

Tb^(3+)∶KY(WO_(4))_(2)薄膜的制备及其荧光性能的研究

采用浸渍提拉法以SiO_(2)为缓冲层在石英基片上制备Tb^(3+)∶KY(WO_(4))_(2)薄膜。通过X射线衍射、扫描电镜、原子力显微镜和荧光光谱进行表征。结果表明:加入缓冲层薄膜具有垂直于c轴的择优取向,石英基片与薄膜之间的晶格失配为9.7%,薄膜的结晶度为87.9%,厚度在10~15nm之间,表面粗糙度Ra=13.346nm。激发光谱和发射光谱显示,254nm激发光可发射545nm的绿光,545nm处的荧光寿命是0.69ms。

NaY(WO_(4))_(2)功能材料的制备方法及应用研究

NaY(WO_(4))_(2)功能材料是钨酸盐体系中一种重要的无机功能材料.对NaY(WO_(4))_(2)功能材料的制备方法和应用领域进行综述,介绍了高温固相法、水热法、微乳液法、溶胶-凝胶法等多种制备方法,并且归纳阐述了各自的特点.同时,阐述了NaY(WO_(4))_(2)功能材料的在照明和显示、光学材料、光催化材料等新兴领域的应用及未来研究方向.

铕掺杂NaY(WO_(4))_(2)玻璃陶瓷的制备及发光性能研究

利用熔融—晶化法制备了铕掺杂NaY(WO_(4))_(2)玻璃陶瓷,主晶相为NaY(WO_(4))_(2)(48-0886)。研究了热处理条件对玻璃陶瓷样品的晶相、透过率和荧光强度的影响。随着热处理时间的增加,晶相没有变化,透过率逐渐降低,荧光强度呈现先增加后减小的趋势。确定了最佳的热处理条件:在650℃保温3 h。在395 nm光的激发下,铕掺杂NaY(WO_(4))_(2)玻璃陶瓷样品在592 nm和616 nm附近存在发射峰,分别归属于Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(1)和^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁。在相同热处理条件下,研究了不同Eu_(2)O_(3)掺杂浓度的发射光谱,确定了最佳的掺杂浓度为0.6 mol%。