Sr2SiO4：Eu^3＋荧光粉的燃烧法制备及其发光性能的研究

利用H3BO3作为助熔剂、尿素为燃料,采用燃烧法成功制备了发光性能良好的Sr2SiO4:Eu3+红色荧光粉,通过X射线衍射和荧光分光光度计对样品进行了表征。实验结果表明:Sr2SiO4:Eu3+荧光粉的衍射峰发生了偏移,晶格常数减小,Eu3+的加入使得晶格发生了收缩;同时发现H3BO3的加入有利于α′-Sr2SiO4纯相的形成和(211)晶面的生长;选择H3BO3(1%,2%,3%,5%(质量分数))做助熔剂,有效地提高了Sr2SiO4:Eu3+荧光粉的发光强度;H3BO3用量从1%增加到3%时,位于5D1→7F3跃迁的587 nm的发射峰和5D0→7F2跃迁的622 nm的发射峰逐渐增强。

Sr_2SiO_4:Eu^(3+)发光材料的制备及其光谱特性

采用溶胶-凝胶法制备了Sr2SiO4:Eu3+发光材料.测量了Sr2SiO4∶Eu3+材料的激发与发射光谱,发射光谱主峰位于618nm处;监测618nm发射峰时,所得激发光谱主峰分别为320、397、464和518nm.研究了Sr2SiO4∶Eu3+材料在618nm的主发射峰强度随Eu3+浓度的变化情况.结果显示,随Eu3+浓度的增大,发射峰强度先增大;当Eu3+浓度为7%时(x),峰值强度最大;而后随Eu3+浓度的增大,峰值强度减小.在Eu3+浓度为7%的情况下,研究了电荷补偿剂Li+的掺杂浓度(x(Li+))对Sr2SiO4∶Eu3+材料发射光谱强度的影响.结果显示,随x(Li+)的增大,材料发射光谱强度先增大后减小,当x(Li+)为8%时,峰值强度最大.

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。

纳米Sr_2SiO_4:Eu^(3+)荧光粉的燃烧法合成及光谱性质

利用快速燃烧合成方法制备了Sr2SiO4:Eu3+纳米材料。用X射线粉末衍射、扫描电镜、稳态激发与发射光谱、高分辨发射光谱、位置选择激发光谱和发光衰减等测量对材料的结构、形貌和光致发光性质进行了研究。分析结果表明,通过二甲酰肼的快速燃烧,在800℃条件下反应3 min即可制得颗粒尺寸在80～100nm左右的α-Sr2SiO4:Eu3+纳米材料,在紫外线激发下,所合成的样品具有良好的发光性能。由于纳米材料中表面格位的存在,Eu3+的局域环境变得十分复杂,其发光寿命与体材料相比有明显的下降,并且发光衰减呈现由单指数衰减向双指数衰减转变的趋势。

Sr_5SiO_4Cl_6∶Eu^(2+)蓝白色荧光粉的发光特性研究

采用高温固相法合成了Sr5SiO4Cl6∶Eu2+荧光粉。该荧光粉在近紫外360 nm激发下,出现了峰值位于454 nm稍不对称的发射峰,对其进行Gaussian曲线拟合,分解得到了451和470 nm两个明显的发射峰。利用Van Uitert公式讨论了晶格环境对Eu2+发光中心能量状态的影响,得出451和470 nm发射峰为Eu2+分别占据九配位和八配位的Sr2+格位跃迁产生的。研究了烧结温度以及Eu2+含量对荧光粉发光强度的影响。

电荷补偿对Sr_2SiO_4∶Eu^(3+)材料光谱特性的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Sr2SiO4∶Eu3+发光材料.测量了Sr2SiO4∶Eu3+材料的激发与发射光谱,发射光谱主峰位于618nm处;监测618nm发射峰时,所得材料的激发光谱主峰分别为320nm、397nm、464nm和518nm.研究了Sr2SiO4∶Eu3+材料发射峰强度随电荷补偿剂Li+、Na+和K+掺杂浓度的变化情况.结果显示,随电荷补偿剂浓度的增大,材料发射峰强度均表现出先增大后减小的趋势,但不同电荷补偿剂下,材料发射峰强度最大处对应的补偿剂浓度不同,补偿剂Li+、Na+和K+的浓度分别为8mol%、7.5mol%和7mol%.

Eu^(3+)、Gd^(3+)共掺杂Sr_2SiO_4荧光粉的液相沉淀合成及能量转移发光性能

采用液相沉淀法合成了钆单掺杂、铕单掺杂、钆-铕共掺杂的硅酸锶发光材料。用X-射线衍射(XRD)对其结构表征。利用荧光光谱(PL)方法对合成的样品进行发光性能表征。研究结果表明:在250nm紫外光为激发波长时,Eu^(3+)单掺杂Sr_2SiO_4∶0.04Eu^(3+)的发光光谱出现Eu^(3+)的5D0→7F1(584nm)、5D0→7F2(614nm)、5D0→7F3(626nm)跃迁发光峰,钆-铕共掺杂Sr_2SiO_4∶x Gd3+,0.04Eu^(3+)发光体系中,主要表现为Eu^(3+)离子的特征发射。探讨了在硅酸锶发光体中Gd^(3+)→Eu^(3+)能量传递的机理,主要为电偶极-电偶极相互作用。当改变Eu^(3+)离子的掺杂浓度时,样品表现为Eu^(3+)离子的特征发射,此时材料发橙色光。保持Gd^(3+)、Eu^(3+)离子掺杂浓度不变,K+作为电荷补偿剂,对材料发光强度影响很小。

Eu^(2+)在Sr_2SiO_4·SrCl_2材料中的发光特性

采用高温固相法制备了Sr2SiO4.SrCl2∶Eu2+荧光粉,并研究了材料的发光特性。X射线衍射结果显示,Sr2SiO4.SrCl2∶Eu2+材料是由SrCl2∶Eu2+和Sr2SiO4∶Eu2+构成的复合化合物。以320nm紫外光作为激发源,测得材料的发射光谱呈宽谱特征,覆盖350～600nm。在0.5%～2%范围增大Eu2+掺杂量时,位于蓝色光区域的发射峰位置没有变化,为403nm,处于长波方向的发射峰呈现出先红移、后蓝移的变化趋势,但两发射峰的强度均明显减小。监测两发射峰,所得结果分别对应SrCl2∶Eu2+和Sr2SiO4∶Eu2+材料的激发光谱,覆盖250～400nm。分析认为,材料的光谱分布及发射强度的变化与晶场环境及处于不同Sr2+格位上Eu2+间的能量传递等有关。

三步煅烧制备Sr_2SiO_4:0.03Eu^(3+)基荧光粉及其发光性能的研究

采用三步煅烧固相法在相对较低温度条件下成功合成Sr_2SiO_4∶0.03Eu^(3+)红色硅酸盐荧光粉,且与传统的一步煅烧高温固相法(1 300℃)作对比,通过X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)及荧光分光光度计(PL)等手段对样品进行测试表征.结果表明,在三步煅烧法的烧结温度为950℃时可以制备出纯度较高、颗粒尺寸较均匀且发光性能优良的Sr_2SiO_4∶0.03Eu^(3+)红色荧光粉.激发和发射光谱表明该荧光粉可被紫外光(394 nm)和蓝光(466 nm)有效激发,在5D0→7F2跃迁辐射的主要发射峰620 nm处发射的红光最强,强度远大于594 nm处的发射峰.其CIE坐标为(0.602 5,0.391 3),接近标准的红光坐标(0.67,0.33),在固态照明以及平板显示设备上具有潜在的应用价值.

掺杂铕硅酸锶Sr(Eu,Bi)SiO_3,Sr(Eu,Bi)_2SiO_4的发光及结构特性(英文)

用高温高压方法合成了Sr(Eu,Bi)SiO3,Sr(Eu,Bi)2SiO4.研究了高压对其结构及发光性能的影响.与用溶脑—凝胶法和常压高温法合成的产品相比较,常压制备的Sr(Eu,Bi)SiO3为六角结构,而在2.34—4.10GPa的合成压力下,未发现其结构相变.高压能显地改就样品的发光特性.其发光强度和相对量子发光效率降低,半宽明显增加,且伴有红移发生.发光强度的改变是压致晶场的变化引起的.

Sr_(2-x)Ca_xSiO_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)(0≤x<2)绿色长余辉发光材料的制备及发光性能

以分析纯SrCO_3、CaCO_3、SiO_2、Eu_2O_3、Dy_2O_3为原料,采用低温预烧-还原气氛高温固相反应法制备了Eu^(2+)、Dy^(3+)共掺杂Sr_(2-x)Ca_xSiO_4∶Eu^(2+),Dy^(3+)(0≤x<2)陶瓷粉体,系统研究了Sr/Ca原子比、Eu、Dy掺量对所得粉体结晶特性、光致发光、热致发光、余辉性能的影响。结果表明,共掺杂粉体主晶相为斜方晶系α-Sr_2SiO_4,且随着Ca^(2+)浓度的增加,晶体结构发生畸变,衍射峰向高角度偏移。Dy^(3+)掺杂能够显著提高光致发光性能,最佳掺杂浓度为0.04mol%。从热释光与余辉分析表明,Ca^(2+)掺杂可引入新的陷阱能级,增强余辉发光,当Ca^(2+)掺杂浓度低于0.8%时,以Eu^(2+)取代Sr^(2+)的陷阱能级对余辉发光起主导作用;当Ca^(2+)掺杂浓度高于0.8%时,Eu^(2+)取代Ca^(2+)离子陷阱能级在余辉发光中起主导作用。

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。

Sr_2SiO_4∶Eu^(2+),Nd^(3+)的近红外发光及Eu^(2+)→Nd^(3+)能量传递

用高温固相法制备了Sr2SiO4:Eu2+,Nd3+发光材料,研究了样品中Eu2+对Nd3+的近红外发光敏化。发现Sr2SiO4基质中Eu2+的存在可以大大增强Nd3+的特征近红外发光。通过对样品中不同位置Eu2+荧光激发和发射光谱、荧光寿命以及Nd3+荧光光谱的研究,对Eu2+向Nd3+能量传递的机理进行了分析。在Sr2SiO4中,处于激发态的Eu2+(Ⅱ)可以通过非辐射能量传递过程有效传能给Nd3+,从而直接敏化Nd3+的近红外发光。而处于激发态的Eu2+(Ⅰ)可首先传能给Eu2+(Ⅱ),再进一步通过能量传递敏化Nd3+的近红外发光。

Sr_2SiO_4:Eu^(2+)发光材料的燃烧法制备及其光谱特性

采用燃烧法制备Sr2SiO4:Eu2+发光材料。采用X线衍射仪、扫描电镜和荧光光度计对样品的晶体结构、微观形貌和光谱特性进行表征。研究结果表明:退火后样品的晶体结构属于正交晶系的α′-Sr2SiO4,掺杂Eu2+对晶体结构没有影响。荧光光谱测试表明:Sr2SiO4:Eu2+材料的激发和发射光谱均为宽带谱,激发和发射主峰分别为335 nm和493 nm,分别对应于Eu2+的4f7→4f65d1和4f65d1→4f7跃迁。随着点火温度的增加,激发和发射光谱强度均呈先增后降的变化。点火温度750℃时材料的激发和发射峰强度最大。随着Eu2+掺杂量的增加,Sr2SiO4:Eu2+材料的激发和发射强度均先增大,在掺杂0.01 mol Eu2+时达到最高值,而后随着Eu2+掺杂量的增大,激发和发射峰强度减小。制备的Sr2SiO4:Eu2发光材料有望用于白光LED领域。

Si_3N_4掺杂氮化对Sr_3SiO_5:Eu^(2+)荧光粉发光性能的影响

采用高温固相法制备Si_3N_4掺杂氮化Sr_(2.99)SiO_(5-6x)N_(4x):0.01Eu^(2+)荧光粉。采用XRD、EDS和SEM测试结果表明:N^(3-)进入Sr_3SiO_5基质晶格中取代部分O^(2-)离子,形成了单一相Sr_(2.99)SiO_(5-6x)N_(4x):0.01Eu^(2+)固溶体。PL&PLE荧光光谱测试结果显示,Sr_(2.99)SiO_(5-6x)N_(4x):0.01Eu^(2+)荧光粉在344nm紫外光的激发下发射出红橙光,属于Eu^(2+)离子典型的4f65d1?4f7电子跃迁。随着N浓度的增加,Sr2.99Si O5-6xN4x:0.01Eu^(2+)荧光粉发射光谱和激发光谱的强度明显增强。热稳定性测试结果表明,Si_3N_4掺杂氮化能够显著提高Sr3Si O5:Eu^(2+)荧光粉的热稳定性。通过Arrhennius模型拟合结果表明横向穿越过程(crossover)引起的Sr_3SiO_5:Eu^(2+)荧光粉氮化前后的温度猝灭。

Eu^(2+)掺杂Sr_2SiO_4长余辉材料的热释光研究

采用高温固相法在弱还原的气氛下合成了Sr2SiO4高亮度的黄色长余辉材料。通过X射线衍射(XRD)分析发现所制得的样品属于α′-Sr2SiO4斜方晶系结构;样品的光致发光特性表明,在320nm激发光的照射下,出现峰位为490nm的宽带发射峰。样品余辉特性显示:样品的余辉衰减曲线符合双指数衰减。在温度293～598K内样品有4个热释光峰,峰值温度在346,420,457和552K附近。不同的等待时间热释光曲线表明:在衰减过程中,热释光峰位置发生移动,显示材料中存在缺陷能带;同时不同深度的陷阱能级衰减规律不同,表明了陷阱能级之间存在电子转移现象。

应力发光材料Sr2SiO4∶Eu,Dy的光谱性质研究

采用高温固相法制备一系列Sr_2SiO_4∶Eu0.01,Dy_x(x=0.000 1,0.002 5,0.005,0.01)应力发光材料,研究了不同掺杂浓度下,Sr_2SiO_4∶Eu,Dy的光致发光和应力发光性质。研究结果表明在掺杂Dy^(3+)浓度较低时,样品同时存在α和β两种相,当掺杂Dy^(3+)浓度增加时,则出现β到α的相转变。由于Eu^(2+)占据Sr^(2+)格位的不同,样品在蓝光区486nm(Sr1)和绿光区530nm(Sr2)有两个峰存在。而应力发光光谱与余辉光谱类似,均只呈现出530nm的发光,这说明二者的发光来源于占据Sr_2格位的Eu^(2+),都是通过改变陷阱的浓度实现发光性能的变化,但Sr_2SiO_4∶Eu,Dy的应力发光强度的变化还与其结构改变有关。同时,Sr_2SiO_4∶Eu,Dy应力发光强度与所施加的力之间呈良好的线性关系,并且可用眼睛观察到明显的黄色应力发光,这为应力发光传感器准确检测物体所受应力提供依据。结合余辉、热释以及应力发光性质,推测Sr_2SiO_4∶Eu,Dy的应力发光机制应是压电产生的电致发光。

Eu^(2+)对Sr_2SiO_4:Eu^(2+)荧光粉相变过程和发光性能的影响

采用高温固相法合成了Sr2Si O4:x Eu2+荧光粉.使用X射线衍射仪(XRD)和荧光分光光度计(PL)分析了Sr2Si O4:Eu2+荧光粉的晶体结构和发光性能.结果表明:XRD谱中所有样品为β和α'-Sr2Si O4混合相,主相为β相,α'相为辅相.随着Eu2+浓度增大,β相向α'相转变.在310 nm激发下,所有样品的发射谱均在466 nm左右的宽蓝光区,在400 nm激发下发射光谱在位于532 nm左右的宽黄绿光区.两个发射都来源于Eu2+部分取代Sr2Si O4晶格中两个不同的Sr格位,并且两个格位之间存在能量传递,导致两个发射带的存在.当Eu2+掺杂浓度为0.75﹪时,级联能量传递加剧,出现浓度猝灭现象.

Photoluminescent properties of Sr_2SiO_4:Eu^(3+) and Sr_2SiO_4:Eu^(2+) phosphors prepared by solid-state reaction method

Eu2＋ and （or） Eu3＋ doped Sr2SiO4 phosphors particles were synthesized by a conventional solid-state reaction technique, and their structural and optical properties were investigated. The X-ray diffraction （XRD） results showed that the obtained phosphors were composed of orthorhombic α′-Sr2SiO4 and monoclinic β-Sr2SiO4 phase. When excited under 256 nm, Sr2SiO4：Eu3＋ phosphors showed intense emission in the red region. Sr2SiO4：Eu3＋ phosphors exhibited white emissions （x=0.30, y=0.40, Tc=6500 K） ranging from 425 to 650 nm when it was excited by near-ultraviolet （near-UV） light, indicating that Sr2SiOn：Eu2＋ was a good light-conversion phosphor candidate for near-UV chip.

高性能Sr_(2-x)Ba_xSiO_4∶Eu^(2+)荧光材料的合成及发光

研究了Sr2-xBaxSiO4∶Eu2+荧光材料作为白光LED发光体的可行性和应用特性。采用高温固相法制备了Sr2-xBaxSiO4∶Eu2+材料系列样品,对样品的成分配比、阴离子掺杂、合成温度和时间进行了系统实验,利用XRD、SEM、光谱测试及封装测试等手段对样品的组成、结构、形貌特征及应用性能进行了表征。研究表明Sr2-xBaxSiO4∶Eu2+荧光材料具有激发范围宽(300～500nm)、发射范围宽(500～600nm)的特点。通过控制碱土金属的比例可以精确控制材料的发射波长,在Ba掺杂范围0≤x<0.5内可以获得550～560nm的发射,与YAG材料相比在光谱上增加了红色成分。通过引入恰当助熔成分进行阴离子掺杂,精确控制烧结工艺等手段极大提高了550～560nm发射的发光强度和光转换效率。封装应用和测试证明,本研究优化制备的高性能Sr2-xBaxSiO4∶Eu2+荧光材料的光转换效率普遍可达到YAG材料的95%,在显色指数、色温和色纯度方面也优于或相当于YAG材料,并且具有较好的芯片适应性和较多的红色成分,是较为理想的应用于白光LED的荧光材料,特别适合于暖白光LED的制备。