Sm^(3+)掺杂Na_(5)Y(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))_(y)高热稳定性荧光粉的制备及发光性能研究

本文采用高温固相法合成了一系列Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)(x=0~0.10,y=0~4)橙红色荧光粉。通过粉末衍射、透射电镜、常温/变温荧光发射谱、荧光激发谱、荧光动态衰减曲线和CIE色度坐标等光谱手段对荧光粉样品的光谱性能进行了研究。粉末衍射结果表明,合成的样品相位与Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)的标准相一致,Sm^(3+)掺杂与引入(WO_(4))2-均未改变材料的相结构。在波长为406 nm光源的激发下,Na_(5)Y0.92(MoO_(4))3WO_(4)∶0.08Sm^(3+)荧光粉在643 nm附近橙红色荧光发射强度最高,继续增加Sm^(3+)的掺杂浓度,存在荧光猝灭现象,浓度猝灭的主要原因归为电偶极-电偶极相互作用。研究发现,Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)基质中掺杂Sm^(3+)会引起电负性改变和晶格畸变,在Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)中引入(WO_(4))2-阴离子基团,可以弥补因掺杂Sm^(3+)出现的缺陷,改善Na_(5)Y(MoO_(4))_(4)∶xSm^(3+)荧光粉的发光性能。在300~440 K,样品具有优异的热稳定性,荧光发射强度均超过室温时的96%;其CIE色度坐标均位于橙红光区域。以上结果表明新型Na_(5)Y_(1-x)(MoO_(4))_(4-y)(WO_(4))y∶xSm^(3+)橙红色荧光粉在WLED应用上有潜在价值。

近紫外激发白光LED用Eu^(3+)、Sm^(3+)掺杂Y_2MoO_6荧光粉的合成及发光性质

本文采用溶胶-凝胶法分别制备了Eu^(3+)和Sm^(3+)掺杂Y_2MoO_6荧光粉。产物的结构、形貌和发光性质分别通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发射光谱(PL)、激发光谱(PLE)及荧光寿命谱(Lifetime)等进行了表征。XRD证实产物为纯相单斜结构,空间群C2/c,SEM照片显示两种体系尺寸均在亚微米量级。激发光谱显示两种体系均能有效吸收近紫外波段光,并表现出良好的红色、橙红色发光性能。同时,深入研究了其发光机理、浓度淬灭效应及色度坐标。该系列荧光粉将在近紫外激发白光LED中有着潜在的应用价值。

Ce^(3+)和Sm^(3+)共掺杂钒酸钇荧光粉合成及发光性能研究

用均相共沉淀法将铈离子(Ce^(3+))、钐离子(Sm^(3+))共掺杂钒酸钇(YVO_4)制得(Sm_(0.01)Y_(0.99-x))VO_4∶Ce_x^(3+)荧光粉。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光光谱仪(PL)对制得荧光粉的晶体结构、颗粒形貌以及发光特性进行了分析。结果表明,Ce^(3+)、Sm^(3+)掺入YVO_4荧光粉的相结构仍为四方锆型结构,随着Ce^(3+)离子掺杂浓度的增大,XRD的衍射峰更加明显,SEM显示Ce^(3+)离子掺杂浓度的增大,荧光粉颗粒团聚更加严重,颗粒尺寸约80nm。荧光粉的激发峰在460nm,与蓝光LED的发射峰吻合,发射峰在580nm左右,属于橙光,且随着Ce^(3+)浓度的增加,荧光变强,有利于提高LED的显色指数。

Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)陶瓷的制备及光致发光性能研究

采用固相烧结法制备了一系列Sm^(3+)掺杂0.96Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_(3)-0.04CaTiO_(3)(NBT-0.04CT∶xSm^(3+),0.002≤x≤0.020)无铅陶瓷。通过X射线衍射仪表征样品的物相结构,所有样品均呈现单一钙钛矿结构。用荧光光谱仪测量样品的发光性能,样品在479 nm处激发峰最强,可与白光LED合成中使用的蓝色LED芯片相匹配。发射主峰位于597 nm(^(4)G_(5/2)→^(6)H_(7/9)),呈现强橙红色发光。NBT-0.04CT∶0.010Sm^(3+)陶瓷在Sm^(3+)掺杂NBT-0.04CT陶瓷中的发光性能最佳,且在278~473 K陶瓷样品的发光性能呈现良好的热稳定性。结果表明,NBT-0.04CT∶xSm^(3+)陶瓷在白光LED中具有广阔的应用前景。

掺杂Sm^(3+)对CeO_2基黄色颜料影响研究

采用固相合成法制备出具有不同x值的SmxCe4/5(1-x)Mo1/5(1-x)O(2-0.5x+δ)颜料,研究了Sm3+掺杂量对颜料晶体结构的影响,并对颜料呈色机理进行了分析。结果表明:Sm3+掺杂对颜料的颜色有较大的改变,Sm3+掺杂量从x=0到x=0.3时颜料为黄色,从x=0.36到x=0.5时颜料颜色由黄色向灰色转变。

反常热猝灭Sr_(2)Ga_(2)SiO_(7)∶Sm^(3)+红色荧光粉的合成及发光性能

采用高温固相法合成了系列Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+红色荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱、高温荧光光谱、荧光量子效率和荧光衰减寿命等一系列表征手段对合成荧光粉的物相及晶体结构、发光性能和热稳定性进行研究。一系列结果表明,在404 nm紫外光激发下,Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+荧光粉在598 nm处发出明亮的红色光。Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+荧光粉发光强度随Sm^(3)+离子浓度变化,在x=0.03时发生浓度猝灭,是由电偶极-电偶极相互作用导致的。随着温度逐渐上升,系列荧光粉表现出反常的热猝灭现象,在393 K时发光强度达到最大,强度为室温下的102.5%;在473 K时,发光强度仍可以保持室温下的101.3%。此外,最佳样品的荧光量子效率可达72.5%。研究表明,Sr_(2-x)Ga_(2)SiO_(7)∶xSm^(3)+红色荧光粉是一种具有高热稳定性、高量子效率可用于WLED的发光材料。

Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)发光材料的制备及其性能表征

采用高温固相法制备Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)系列发光材料的荧光粉样品,对其进行粉末X射线衍射、荧光光谱、固体紫外-可见漫反射等相关性能的研究与表征,探讨不同的Sm^(3+)离子浓度对Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)荧光粉发光性能的影响,并对其浓度猝灭机理进行讨论.实验表明,在405 nm近紫外光激发下,Ba_(3-x)B_(6)Si_(2)O_(16)∶xSm^(3+)系列发光材料能够同时发射出571 nm(黄光)和606 nm(橙光)荧光,分别对应于Sm^(3+)离子的4G_(5/2)→6H_(5/2)和4G_(5/2)→6H_(7/2)能级跃迁.当x=0.21时,Ba_(2.79)B_(6)Si_(2)O_(16)∶0.21Sm^(3+)荧光粉发光性能最强;继续增加掺杂Sm^(3+)离子的浓度,则出现浓度猝灭现象.其浓度猝灭机制可以通过相邻Sm^(3+)离子之间的相互作用来解释.所制备的Ba_(3)B_(6)Si_(2)O_(16)∶Sm^(3+)荧光粉可被近紫外光有效激发,在白光LED领域具有潜在的应用前景.

Sm^(3+)掺杂(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵粉体的制备及其荧光性能研究

采用固相法制备了稀土Sm^(3+)(0~0.10 mol)掺杂的(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵荧光粉。研究发现,随着Sm^(3+)掺杂量的增加,(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵粉体逐渐出现了Sm_(2)Ti_(2)O_(7)杂相,其发光强度发生明显变化。当Sm 3+掺杂量为0.04 mol时,(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵粉体具有单一的钙钛矿结构,且各元素组分分布均匀,并表现出最佳的荧光性能。当掺杂Sm 3+后,(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵荧光粉均表现出色彩较纯的黄光发射。在近紫外的激发下,(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)-0.04Sm高熵荧光粉的的色坐标为(0.5159,0.4715),色温为2469 K,色纯度为83.0%。这表明(Na_(0.2)Bi_(0.2)Ba_(0.2)Sr_(0.2)Ca_(0.2))TiO_(3)高熵荧光粉在白光LED用的黄光荧光粉中具有很大的应用潜力。

Sm^3+掺杂LnNbO4(Ln=La,Y)红色荧光粉的性能分析

通过高温固相法合成系列Sm3+掺杂LnNbO4(Ln=La,Y)红色荧光粉,并对样品的物相结构、荧光特性、衰减寿命和荧光热猝灭等性能进行实验分析。分析结果表明:合成的样品不含杂质相,可以被近紫外光LED和蓝光LED芯片有效激发,发出色坐标为(0.6155,0.3802)的红光;对于LnNbO4(Ln=La,Y)基质来说,Sm^3+掺杂LaNbO4基质的荧光强度比较强,最佳的Sm3+掺杂浓度为2%;随着Sm3+掺杂浓度的提高衰减寿命曲线由单指数线形变双指数线形,且衰减寿命不断变短;Sm^3+之间的电偶极-电偶极作用是导致荧光浓度猝灭发生的原因;样品在293~450 K这一温度范围内具有良好的热稳定性。说明Sm^3+掺杂的LaNbO4红色荧光粉具备成为白光LED用红色荧光粉的潜力。

Sm^(3+)掺杂对镍锌铁氧体电磁参数及吸波性能的影响

采用固相反应法成功制备了Sm^(3+)离子掺杂的NiZn铁氧体材料Ni_(0.2)SmxZn_(0.6−1.5x)Cu_(0.2)Fe_(2)O_(4)(x=0.00,0.05,0.10,0.15)。Sm^(3+)掺杂量对NiZn铁氧体的微观形貌和饱和磁化强度Ms产生明显影响,饱和磁化强度Ms随着Sm^(3+)掺杂量的增加而增大。实验结果表明,掺杂Sm^(3+)有效调控了NiZn铁氧体的电磁特性,当掺杂量为x=0.05时,NiZn铁氧体在低的频率下表现出最强的磁损耗和最优异的阻抗匹配,同时电磁衰减特性也得到明显提升,这极大增强了NiZn铁氧体对电磁波的吸收能力,显著拓宽了材料的有效吸波带宽,其最强反射损耗为−45 dB@4.5 mm,最大有效带宽为926 MHz@5 mm。

Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)玻璃的结构和激光吸收性能

在硼铝硅酸盐玻璃(43B_(2)O_(3)-25Al_(2)O_(3)-32SiO_(2))中进行Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂,采用固相熔融法制备(B_(2)O_(3)-Al_(2)O_(3)-SiO_(2))-20Sm_(2)O_(3)-x CeO_(2)(x为0~6%,摩尔分数)玻璃,借助X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见-近红外分光光度计等表征方法研究玻璃的结构和激光吸收性能。结果表明,所有样品均为玻璃状,Sm^(3+)和Ce^(3+)均匀分布。随CeO_(2)的摩尔分数从0增加到2%,玻璃中桥氧的摩尔分数从60.12%增加到63.82%,而当CeO_(2)的摩尔分数增加到6%时,桥氧的摩尔分数下降到59.41%。CeO_(2)摩尔分数为2%时玻璃的激光吸收性能最好,漫反射吸收峰位为1076 nm,漫反射率为48.10%。Sm^(3+)/Ce^(3+)共掺杂的硼铝硅酸盐玻璃是一种很有前景的1.06μm波长激光的吸收材料。

高分子凝胶法合成YPO4:Sm^(3+)纳米荧光材料的结构与光学性能

采用高分子网络凝胶法合成Sm3+掺杂YPO4纳米荧光材料,利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和荧光光谱等对合成产物的晶体结构、颗粒尺寸、形貌和光学性能进行分析与测试,并研究Sm3+掺杂浓度(n(Sm)/n(Y+Sm))的影响。结果表明,采用高分子网络凝胶法合成的YPO4:Sm3+为单一的四方晶系磷钇矿结构的YPO4晶体,颗粒尺寸约为20 nm。其激发光谱在405 nm处有一最强激发带,属于Sm3+的6H5/2-4K11/2跃迁,发射光谱在603 nm处有一最强峰,属于Sm3+的4G5/2-6H7/2跃迁。激发和发射光谱测试结果表明,Sm3+掺杂YPO4荧光材料可以被405 nm波长的光有效地激发,发射出强烈的Sm3+特征橙红色光。当Sm3+掺杂浓度高于2%时观察到浓度猝灭现象,浓度猝灭机理为电多极-电多极相互作用。

近紫外白光LED用Sr3-xMgSi2O8∶x%Sm^3+(x=1~10)高效橙红色荧光粉的制备与发光性能研究

采用传统高温固相法在较低温度下制备Sm^3+离子掺杂Sr3MgSi2O8橙红色荧光粉,研究了Sr3-xMgSi2O8∶x%Sm^3+的晶体结构和发光性能。激发和发射光谱表明,样品可被近紫外350~420nm波段激发,最强激发峰位于402nm处,发射光谱呈现出Sm^3+的特征橙红色,谱带峰值分别在563nm、601nm、644nm,对应于4G5/2→^6H5/2、4G5/2→^6H7/2和4G5/2→^6H9/2特征跃迁。最强发射对应的掺杂浓度为5%(摩尔分数,下同),浓度猝灭的发生主要是因为非辐射荧光粉中Sm^3+离子之间的能量转移。浓度为5%的CIE坐标为(0.5548,0.4366)最接近橙红色,获得极佳的演色性。样品Sr3-xMgSi2O8∶x%Sm^3+荧光粉是一种具有应用潜力的近紫外激发三基色白光LED用橙红色荧光粉。

可见光激光晶体Sm^(3+)∶CaDyAlO_(4)的光学性能

采用提拉法成功地生长了Sm^(3+)掺杂CaDyAlO_(4)晶体,并对其可见光光学性能进行研究,利用Judd‑Ofelt理论,得到强度参数、自发辐射概率及荧光分支比等重要的光谱性能参数。该晶体在353 nm处吸收峰最强,半高宽(FWHM)为13 nm,吸收截面为1.11×10^(-20) cm^(2);在353 nm激发下,获得了500~650 nm的超宽带橙黄光发射,Dy^(3+)离子和Sm^(3+)离子的主要发射峰分别位于570 nm和620 nm处,发射截面分别为4.15×10^(-20) cm^(2)和4.03×10^(-20) cm^(2)。上述结果表明,Sm^(3+)∶CaDyAlO_(4)晶体可能是500~650 nm橙黄色调谐激光器的一种有前景的增益材料。

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。

LaVO_4:Sm^(3+)荧光粉的水热合成及其荧光性能

以柠檬酸三钠为络合剂,硝酸镧、硝酸钐、偏钒酸铵为主要原料,采用水热法于180℃反应12 h,制备了一系列La_(1-x)VO_4:x Sm^(3+)(x=0,1.0%,1.5%,2.0%,2.5%,3.0%,4.0%)样品。通过X射线粉末衍射、场发射扫描电镜和荧光光谱对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。结果表明:所合成样品为LaVO_4的四方相和单斜相混合晶体,其形貌为六面体形和纳米颗粒;在311 nm波长激发下,LaVO_4:Sm^(3+)样品的最强发射峰位于602 nm处,对应于Sm^(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(7/2)跃迁,且Sm^(3+)最佳掺杂摩尔浓度为2.0%。

Sm3+离子掺杂对BaGa2O4∶Cr^(3+)近红外长余辉发光的增强研究

利用高温固相法制备了BaGa_(2)O_(4)∶Cr^(3+),Sm^(3+)(BGO∶Cr,Sm)近红外长余辉发光(PersL)材料,考察了Sm^(3+)掺杂浓度和煅烧温度对BGO∶Cr,Sm晶体结构和发光性能的影响,初步探讨了近红外余辉发光机理。结果表明:当长余辉发光材料组成为BGO∶Cr0.06,Sm0.004且煅烧温度为1100℃时,可以获得高纯度的BGO∶Cr,Sm长余辉发光材料,其发射波长为734 nm。Cr^(3+)与Sm^(3+)共掺杂为应用于生物成像的BGO提供了优化策略,同时为开发长余辉发光材料提供了良好范例。