Bi^(3＋)掺杂对Sr2MgSi2O7：Eu^(2＋)荧光粉的结构及发光性能的影响(英文)

采用溶胶-凝胶法在还原气氛下制备了Sr2MgSi2O7∶Eu2+,xBi3+(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.1)荧光粉,并用XRD、TG-DTA及激发与发射谱仪对样品的结构及发光性能进行了表征。结果发现:单掺杂Bi3+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为286 nm的宽带谱,这是由于激发态时Bi3+的3P1→1S0电子能级跃迁而造成的;单掺杂Eu2+的Sr2MgSi2O7样品的发射光谱所用的材料的激发光谱为一主峰为358 nm的宽带谱,这是典型的Eu2+的4f65d1→4f7跃迁而引起的。当Bi3+离子掺杂到Sr2MgSi2O7∶Eu2+样品的摩尔分数为0.04时,样品的发射强度是未掺杂Bi3+离子样品的1.9倍。

Ce掺杂Sr2MgSi2O7的溶胶-凝胶法制备及性能研究

采用溶胶－凝胶（sol-gel）法制备稀土离子Ce掺杂的Sr2MgSi2O7硅酸盐基发光材料，通过X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、荧光分光光度计（PL）对样品的晶体结构、形貌及光学性能进行测试。XRD测试结果表明，在较低的热处理温度下可获得Sr2MgSi2O7相，但样品中也存在少量的其它杂质相。荧光光谱测试结果表明，经1000℃氢气处理1％Ce离子掺杂Sr2MgSi2O7样品中存在两套不同的光致发光带，一个为321nm光激发产生的371nm紫外发光，另一个为350nm激发产生的400—450hm的宽带可见发光，通过分析表明两个发光带分别起源于不同基体中的Ce^3＋离子。

Ce3＋,Tb3＋,Eu3＋共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理

通过正交试验,采用高温固相法制备了Sr2-x-y-zMgSi2O7∶xCe3+,yTb3+,zEu3+系列样品.使用X射线衍射仪和荧光光谱仪表征了样品的物相和发光性质,并讨论了Ce3+-Tb3+-Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系中的能量传递过程.实验结果表明,在327 nm波长激发下,所合成荧光粉的发射峰主要位于387 nm(蓝紫)、542nm(绿)和611 nm(红)处;分别以387,542和611 nm为监控波长,所得激发光谱显示荧光粉在327 nm处有最好的激发.在327 nm光激发下,系列样品发光进入白光区.最优化的荧光粉为Sr1.91MgSi2O7∶0.01Ce3+,0.05Tb3+,0.03Eu3+,其色坐标为(0.337,0.313),是一种潜在的发光二极管(LED)用白色荧光粉.

稀土掺杂Sr2MgSi2O7长余辉发光材料的研究进展

硅酸镁锶(Sr2MgSi2O7)作为目前常用的一种长余辉发光材料基质,性能稳定,耐酸碱性能良好。本文介绍了长余辉发光材料的发光原理,综述了近年来Sr2MgSi2O7长余辉发光材料的主要制备方法以及稀土掺杂Sr2MgSi2O7材料的研究进展,并对该材料的发展做出了展望。制备Sr2MgSi2O7长余辉发光材料的方法主要包括高温固相法,溶胶-凝胶法,化学沉淀法和燃烧合成法,其中最常用的为高温固相法。通过掺杂稀土离子可以形成具有不同发光特性的长余辉发光材料。稀土掺杂Sr2MgSi2O7材料作为一种储能、节能的长余辉发光材料,展现出了广阔的发展和应用前景。

荧光标记用Sr2MgSi2O7∶Eu(2＋),Dy(3＋)纳米发光材料的研究

通过水热共沉淀法制备了Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)纳米发光材料并对其进行表面修饰,研究了添加不同金属络合剂对样品粒径、分散性、发光性能的影响及表面修饰后样品的性能。通过X射线衍射分析,激发发射光谱及余辉性能测试研究了不同金属络合剂对Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)结晶性能、发光性能的影响,通过SEM和TEM图分析研究了不同金属络合剂对颗粒粒径、分散性的影响,结果表明添加EDTA时样品结晶与发光性能良好且粒径为50~200 nm,为制备Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)纳米发光颗粒的最佳添加剂。此外,将样品进行表面修饰后,通过红外光谱、Zeta电势分析研究了其官能团的连接情况和电势大小,通过纳米粒度分析、SEM和TEM图谱分析研究了表面修饰后样品的粒径分布、形貌以及核壳结构,结果表明样品表面修饰后成功包裹了SiO_2壳层,并通过悬浮测试证明了SiO_2包覆后的长余辉纳米粒子悬浮性能良好。

Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+荧光粉包覆改性后的热稳定性能研究

以Al(NO3)3作为包覆材料,通过直接沉淀法在Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+荧光粉表面包覆了一层勃姆石(γ-AlOOH)。采用XRD、SEM、TEM、TG-DSC和瞬态/稳态荧光光谱仪对未包覆的荧光粉和包覆后的荧光粉进行了测试表征。结果表明,γ-AlOOH包覆膜均匀地沉积在荧光粉的表面,且其厚度约为40nm。γ-AlOOH在高温热处理过程中会转变成Al2O3。当热处理温度≥1000℃时,Al2O3与Sr2MgSi2O7基质发生固相置换反应并生成了SrAl2Si2O8,MgO和SrO,包覆后的荧光粉新出现了一个峰值为384nm的紫外发射带。当热处理温度为900℃、1000℃、1150℃和1200℃时,包覆后的荧光粉的蓝光发光强度比包覆前的荧光粉更强,而在1050℃和1100℃时反而更弱,这与Al2O3晶体的F色心缺陷有关。

Interaction of Rare Earth Ions in Sr2MgSi2O7：Eu^2＋,Dy^3＋ Material

To discuss the function of Eu and Dy and their interaction in Sr2 Mg Si2O7：Eu^2＋,Dy^3＋ long afterglow material,the Eu and Dy single doped and their co-doped Sr2 Mg Si2O7：Eu^2＋,Dy^3＋ were prepared.The samples were characterized by X-ray diffraction（XRD）,decay curves,photoluminescence（PL）,and thermoluminescence（TL）.The results indicate that Sr2 Mg Si2O7：Eu has afterglow properties,and the doping of Eu ion in Sr2 Mg Si2O7：Eu^2＋,Dy^3＋ can lower the depth of traps.Eu ion can not only serve as luminescence center,but also produce traps in the matrix,meanwhile,it also exerts certain influences on the traps produced by Dy in Sr2 Mg Si2O7：Eu^2＋,Dy^3＋.The Dy ion can not act as luminescence center but relates to the change of the traps in the Sr2 Mg Si2O7 matrix.

Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)发光性能及颜色调控

采用静电纺丝法在不同气氛下制备了Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)纤维,研究其晶体结构和形貌;将纤维与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合后获得Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)∶Eu^(2+),Eu^(3+)‐PDMS复合材料,研究其光致发光和应力发光性能。研究结果显示,氮气、空气下制备样品的XPS图谱同时出现Eu^(2+)和Eu^(3+)结合能特征峰;在360 nm和395 nm激发下复合材料的光致发光光谱中,不但有Eu^(2+)位于469 nm处的蓝色宽带发射,还包含Eu^(3+)位于615 nm的多个红色窄带发射。因为Eu^(3+)在电荷补偿下还原成Eu^(2+)并在刚性结构保护下不被氧化,证实了Eu^(3+)在Sr_(2)MgSi_(2)O_(7)中的自还原现象。随着Eu^(3+)的掺杂浓度增大,光致发光和应力发光强度都先增大后减小,Eu^(2+)和Eu^(3+)的发射分别在5%和10%时达到最强。应力发光强度与应力的增长是线性关系,Eu^(2+)的发射增长量大于Eu^(3+)。在实物照片和CIE坐标中观测到光致发光颜色从蓝色逐渐接近红色,应力发光颜色在应力增大时逐渐从粉红色变为紫粉色。该材料的研究将为发光调控提供参考,在应力传感和防伪等领域有着潜在的使用价值。

蓝色长余辉发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu^(2+),Ln^(3+)的合成和性质

采用凝胶-燃烧法合成了系列稀土掺杂的Sr2MgSi2O7:Eu20.+02,Ln30.+04(Ln=La,Ce,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm)蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征。结果表明:掺杂了不同稀土离子的Sr2MgSi2O7:Eu2+,Ln3+的晶体结构均为四方晶系结构;其激发、发射光谱的峰形、峰位基本无变化,激发光谱为一宽带,最大激发峰位于402nm处,次激发峰位于415nm处,与高温固相法制得的样品相比,激发峰发生了明显的红移;发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于468nm附近,是由典型的Eu2+的4f5d-4f跃迁导致的,不同之处在于其激发光谱、发射光谱强度与余辉性质有所差别,其中Dy3+是最理想的共掺杂稀土离子,Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+的亮度最高、余辉时间最长,可达5h以上;而Sr2MgSi2O7:Eu2+,Sm3+的发光强度最低,余辉时间最短。

长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)的制备及发光性能研究

在碳粉还原条件下,采用高温固相法制备出了亮度高、余辉时间长的Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,并对其性能以及影响其发光性能的因素进行了研究。发光粉体还原后的发射光谱表明,其主发射峰位于463 nm左右;余辉衰减曲线证明其余辉衰减过程存在快速衰减和慢衰减两个过程。

长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)中稀土离子的发光特性

利用同步辐射光源(德国HASYLAB实验室的SUPERLUMI实验站)和真空紫外激光(157.6nm)对新型蓝光发射长余辉材料Sr2MgSi2O7∶Eu2+(0·2%),Dy3+(8%)进行了光谱研究。在170nm同步辐射光源激发下,观察到对应Eu2+:5d-4f跃迁的477nm发射带和对应Dy3+:4f-4f跃迁的两组线谱发射,其中只有来自Eu2+的5d-4f发射对长余辉光谱有贡献。在157.6nm激光激发下,除了上述发射外,还明显观察到对应Eu3+的红色线谱(590,614,626nm)。结合这些光谱特性,对Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+中稀土离子的发光特性以及长余辉发光机理进行了讨论,并提出了Eu2+充当空穴陷阱的可能性。

凝胶-燃烧法合成Sr_2MgSi_2O_7:Eu^(2+),Dy^(3+)蓝色长余辉发光材料

采用凝胶-燃烧法合成了Sr2MgSi2O7:Eu02.+02,Dy03.+04蓝色长余辉发光材料,用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明:Sr2MgSi2O7:Eu02.+02,Dy03.0+4的晶体结构为四方晶系.激发光谱为一宽带,最大激发峰位于402 nm处,次激发峰位于415 nm处,与高温固相法和溶胶-凝胶法相比,出现了明显的红移现象;发射光谱也为一宽带,最大发射峰位于468 nm附近,是典型的Eu2+的4f5d→4f跃迁导致的.与传统高温固相法相比,凝胶-燃烧法具有离子分散均匀、合成温度低、操作简单等优点,所得样品余辉时间长,可达5 h以上.同时探讨了多种工艺条件对其发光性能的影响.

Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)的余辉性能及Dy^(3+)对余辉时间的影响

利用溶胶-凝胶法制备了蓝色长余辉材料,在紫外光激发下,发射出较强的蓝光,峰值位于464 nm,来源于Eu2+的4f65d1→4f7的宽带发射;通过对2个样品热释光及余辉衰减曲线的比较,发现Dy3+的掺入在基质中产生了更密也更深的陷阱,使得材料的蓄光性能大大增强,从而起到了延长余辉的作用。

蓝色长余辉材料Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)及其基质的VUV-UV激发特性

Sr2MgS i2O7∶Eu2+,Dy3+是一种有效的蓝色长余辉材料,采用高温固相法合成了Sr2MgS i2O7,Sr2MgS i2O7∶Dy3+,Sr2MgS i2O7∶Eu2+及Sr2MgS i2O7∶Eu2+,Dy3+,利用同步辐射研究了它们的VUV-UV激发特性。在真空紫外光激发下,在基质中发现了稍弱的位于385 nm的发射带,在双掺杂的样品中,除了Eu2+的4 f5d→4 f发射带(465 nm)外,还观察到了575 nm处的发射峰;通过和Dy3+单掺杂样品的发射谱比较,发现它是来自于Dy3+的4 f-4 f(4F9/2→6H13/2)跃迁。在它们的激发谱上可以看出Dy3+与基质发射的有效激发均处于真空紫外区,在近紫外及可见区激发下未见到它们发光。另外在Sr2MgS i2O7∶Eu2+,Dy3+中观察到Dy3+的发射也说明了Dy3+在该类长余辉材料中不仅作为陷阱用来延长余辉,而且也以发光中心形式存在于基质中。

B掺杂Sr_2MgSi_2O_7电子结构的理论计算

利用基于密度泛函理论的超软赝势方法(PWP),结合局域密度近似(LDA)计算替位式掺杂B的Sr2MgSi2O7的电子结构。预测了B掺杂Sr2MgSi2O7的晶胞参数;对引入杂质前后电子结构的异同以及价键的性质进行了对比分析,结果表明杂质引入后,B所带正电荷为0.89,B—O键键长为1.494 8,B—O键表现出共价键性质,能带结构中出现了新的定域能级,态密度出现了新峰,说明B掺杂可以延长余辉时间。

混合元素掺杂对Sr_2MgSi_2O_7蓝色长余辉发光材料的影响

采用溶胶-凝胶法合成了不同元素混合掺杂Sr2MgSi2O7系列蓝色长余辉发光材料,并对其发光性能进行研究,探讨掺杂元素对材料发光性能的影响规律性.激发发射光谱实验表明其峰均为宽带峰,最大发射峰位于466nm附近,是由典型的Eu2+的4f5d-4f跃迁导致的.所合成的Eu2+,Dy3共掺杂发光材料Sr2MgSi2O7余辉时间可达8hrs以上,具有合适的能级陷阱0.76eV.

非硅醇盐无机溶胶凝胶法合成蓝色发光材料Sr_2MgSi_2O_7:Eu^(2+),Dy^(3+)

以水玻璃(Na2SiO3)为硅源,柠檬酸三铵为PH值调节剂,通过离子交换,采用溶胶凝胶法低温合成Sr2MgSi2O7&Eu2+,Dy3+蓝色发光材料。采用DTA、XRD、荧光光谱等手段对材料进行分析和表征,结果表明:前驱体干凝胶煅烧到1010℃后开始有Sr2MgSi2O7相形成,到1100℃完全转变成高纯相Sr2MgSi2O7,其产物疏松,颗粒小,不需研磨或稍加研磨便得超细粉。它的激发光谱在250～450nm之间存在一个强度较高的激发带,发射峰位于467nm,余辉时间超8h。此外,对溶胶凝胶的形成机理等进行了讨论。

Ce^(3+),Tb^(3+)共激活Sr_2MgSi_2O_7基荧光粉的发光特性研究

采用微波辅助溶胶-燃烧法合成Sr_2MgSi_2O_7:xCe^(3+),yTb^(3+)荧光粉.通过综合热分析、X射线衍射(XRD)和光谱分析等方法对试样进行表征.结果表明:微波辅助溶胶-燃烧法在500℃~700℃下合成了单斜的Sr2MgSi2O7:xCe^(3+),yTb^(3+),合成温度比固相法低约700℃;在365nm紫外光的激发下,由于Ce^(3+)和Tb^(3+)发生能量传递,Sr_2MgSi_2O_7:xCe^(3+),yTb^(3+)荧光粉出现多峰发射,其中主峰位于380nm和545nm处,发光强度分别随x或y的改变而改变,色坐标在从(0.163 9,0.059 1)到(0.323 0,0.461 1),发光颜色可以从蓝光到黄绿光进行调制,由此可以对白光的色温进行调节,制备不同色温的白色荧光粉.

溶胶凝胶-燃烧法合成Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉发光材料及其性能分析

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了Sr2MgSi2O7:Eu2+∶Dy3+长余辉发光材料。研究结果表明:溶液的PH值对成胶影响较大,当PH值控制在2~3之间时,才能形成稳定的溶胶。实验结果表明,当点火温度600℃,在还原气氛中,900℃煅烧1h以内可以得到发光性能较好的Sr2MgSi2O7∶Eu2+,Dy3+发光材料。通过激发和发射光谱分析,发光材料的激发峰分别位于356nm和373nm处,发射峰位于460nm处,出现一定的蓝移。

Eu^(2+),Dy^(3+)掺杂Sr_2MgSi_2O_7长余辉发光材料的研究

采用高温固相法制备了Sr2MgSi2O7(SMS)、Sr2MgSi2O7:Eu2+(SMS-E)和Sr2MgSi2O7:Eu2+,Dy3+(SMS-ED)粉末.利用XRD、荧光光谱仪、单光子计数器、热释光剂量计等手段对样品进行结构和发光性能分析.结果表明:所得样品的晶相结构基本一致,在发射光谱中,SMS-ED与SMS-E相比,没有明显的新发射光谱,且发光强度较弱,但余辉的亮度和余辉的时间却有了很大的提高.