Ba^2＋离子对Sr2Al2SiO7∶Eu^2＋荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体。研究了Ba2+离子在基质Sr2Al2SiO7中的取代位置和机理,分析了Ba2+离子取代Sr2+离子对基质微结构及Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体发光性能的影响。XRD结果表明Ba2+离子取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格,导致晶胞体积增大。进入Sr2Al2SiO7晶格的Ba2+离子由于电负性较大,处在其周围的Eu2+离子外层电子受Ba2+离子影响,电子云膨胀,使发光波长发生红移。同时,掺入Ba2+离子后Sr2-xBaxAl2SiO7晶场强度增强,晶体场对Eu2+离子5d能级的劈裂程度增大,劈裂重心下降。Ba2+离子掺杂的Sr2-xBaxAl2SiO7∶Eu2+(x=0、0.1、0.2、0.4)荧光体发射主峰位于520nm,与未掺杂Sr2Al2SiO7∶Eu0.022+荧光体的发射峰相比出现红移。

M_2Al_2SiO_7:Eu^(2+)(M=Ca,Sr)荧光粉的合成和发光性质的研究

采用传统的高温固相法合成了一系列M2Al2SiO7︰Eu2+(M=Ca,Sr)荧光粉,并系统地研究了其结构、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱及浓度猝灭和温度猝灭特性.研究结果表明,M2Al2SiO7︰Eu2+(M=Ca,Sr)的激发光谱均在250～300nm和350～450nm范围内具有两个宽的吸收带,与近紫外LED芯片发出的紫外光相匹配.Ca2Al2SiO7︰Eu2+和Sr2Al2SiO7︰Eu2+荧光粉的发射峰分别为位于约536nm黄绿光和487nm处的蓝绿光,它们的发射峰归属于Eu2+的5d-4f跃迁发射.Eu2+在M2Al2SiO7(M=Ca,Sr)中的最佳掺杂浓度均为x=0.005.Ca2Al2SiO7︰Eu2+和Sr2Al2SiO7︰Eu2+荧光粉在375K时的发光强度分别为室温时的69%和68%.

Mg^2+离子对Sr_2Al_2SiO_7∶Eu^2+荧光体微结构及发光性能的影响

采用复合胶体喷雾工艺制备了Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体及掺入Mg离子后Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2+(x=0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)荧光体。XRD分析及晶格常数计算结果表明,Eu2+离子部分取代Sr2+格位进入Sr2Al2SiO7晶格。Sr2Al2SiO7∶Eu2+荧光体激发谱由峰值位于326nm附近的宽带构成,属于Eu2+的4f→5d跃迁吸收带;发射光谱主峰位于约500nm,属于Eu2+离子4f65d→4f7跃迁导致的宽带发射。XRD结果表明Mg2+添加浓度从x=0.1~1.0增加,Mg2+离子以取代离子形式进入Sr2Al2SiO7晶格。Mg2+离子添加浓度x=0.1时对Sr2Al2SiO7∶Eu2+发射光谱影响不大,Sr1.9Mg0.1Al2SiO7∶Eu02.+02发射主峰仍位于500nm;x>0.2后,Mg2+离子取代Sr2+离子使晶体场强度减弱,Eu2+离子5d能级晶场劈裂减小,导致Sr2-xMgxAl2SiO7∶Eu2+发射峰蓝移至460nm。

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.

Sr_3SiO_5:Eu^(2+)材料光谱特性研究

采用高温固相法制备了用于白光LED的Sr3SiO5:Eu2+材料.研究了合成温度及Sr/Si对样品光谱特性及结构的影响.结果显示,随合成温度的升高或Sr/Si的减小,样品的主发射峰均产生了明显的红移,同时,样品的晶体结构也受到了影响.利用InGaN管芯激发Sr3SiO5:Eu2+材料,表现出显色性较好的白光发射光谱,色坐标为(x=0.348,y=0.326).

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%.

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。

12CaO·7Al_2O_3和γ-2CaO·SiO_2混合物相的合成和溶出性能研究

本文研究了CaO的加入量、合成温度、保温时间和出炉温度对合成产物物相的影响,结果发现:当CaO∶Al2O3∶SiO2为2.38∶1∶0.77,合成温度1500℃,保温时间30min和出炉温度100℃时可获得只含有12CaO.7Al2O3和γ-2CaO.SiO2且氧化铝溶出性能较好的物料。采用二次回归正交试验法对该物料进行了溶出性能的研究,详细考察了其受碳钠浓度、氧化铝浓度、溶出温度、溶出时间和液固比的影响规律,得到的回归方程在0.01水平上高度显著,且方程回归值与试验值的相对误差不超过3%,回归方程的数学表达式为:氧化铝溶出率Y=-3.094×10-5NC2-4.049×10-5tT+5.853×10-3NC+3.192×10-3t+4.888×10-3T+5.183×10-2L/S-5.99×10-3。

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。

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。

Eu^(2+)在α-Sr_2P_2O_7中的发光及Eu^(2+)→Mn^(2+)的能量传递

通过高温固相法制备了一系列不同浓度Eu^(2+)单掺杂和Eu^(2+)、Mn^(2+)共掺杂的荧光材料Sr_(2-x)P2O_7:xEu^(2+)(x=0,0.005,0.01,0.02,0.025)和Sr_(1.99-x)P_2O_7:0.01Eu^(2+),xMn^(2+)(x=0.05,0.1,0.15,0.2).采用XRD、SEM和荧光光谱等手段系统分析了样品的晶相、形貌和荧光性质.分析表明,当焙烧温度为1 050℃时,所得样品属于单相斜方晶系,结晶性良好,颗粒均匀.在355nm紫外光激发下,Sr_2P_2O_7:Eu^(2+)呈现370~480nm的宽带发射,主峰位于418nm,归属于Eu^(2+)的5d-4f允许跃迁,并研究了其浓度猝灭效应及机理.通过共掺杂Mn^(2+)调节荧光色度,实现白光发射.Eu^(2+)作为敏化剂,向Mn^(2+)传递能量,增强Mn^(2+)的d-d跃迁,使其适用于白光发光二极光(WLED)照明.

Li^+掺杂Sr_2MgSi_2O_7∶Eu^(2+),Dy^(3+)长余辉材料的发光性能

采用高温固相法制备Li+掺杂Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+长余辉材料,对样品进行X射线衍射、扫描电镜、激发光谱、发射光谱、余辉衰减曲线和热释光曲线表征,研究了Li+掺杂对Sr2Mg Si2O7∶Eu2+,Dy3+发光性能的影响。实验结果表明:Li+掺杂对样品激发光谱和发射光谱的峰形、峰位基本没有影响,但是能改善样品的余辉性能。与未掺杂Li+的样品比较,Li+掺杂摩尔分数为2.5%样品的初始发光强度提高了1.5倍,余辉衰减常数提高了1.6倍。通过热释光曲线表征分析陷阱数量并计算了陷阱深度,分析表明,掺杂Li+能增加基质中氧空位的数量,适量增加陷阱深度,从而提高材料的发光性能。

溶胶-凝胶法合成白色Sr2Al2SiO7：Ce^3＋，Tb^3＋磷光体的研究

研究溶胶-凝胶法合成Sr2Al2SiO7：Ce^3＋，Tb^3＋白色长余辉发光材料。用X射线粉末衍射鉴定Sr2Al2SiO7晶型结构的形成。通过扫描电镜照片可以观察到合成粉体的微观结构，是由0．5-11μm烧结良好的规则颗粒组成。荧光分光光度测定了光谱特性。Ce^3＋，Tb^3＋共激活的Sr2Al2SiO7白色长余辉材料有4个发射光谱，其中包括：在414nm Ce^3＋的特征光谱和在482，543和588nm Tb^3＋的特征光谱。通过改变激活离子的组成可以观察到Tb^3＋和Ce^3＋之间的能量转移。溶胶-凝胶法合成的磷光体形成晶相更加完全，颗粒直径小、粉体松散，具有更强的发光起始强度和更优异的余辉性能。

Sr_(2-x-y)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+),y%Li^+荧光粉的合成与发光特性研究

硅铝酸盐由于其化学性质稳定、原材料易得,是发光材料的一种有效基质,所以受到广泛关注。其中,硅铝酸锶(Sr_2Al_2SiO_7)属于四方晶系,具有稳定的晶体学结构。Sm^(3+)作为一种常用的激活剂,其特征峰在波段300～750 nm内都有分布,有些特征激发峰位于近紫外光区,在近紫外区有强的吸收。因此,以Sr_2Al_2SiO_7为基质、 Sm^(3+)为激活剂可以制备出符合LED要求的红色荧光粉。本工作采用高温固相法合成一系列Sr_(2-x-y)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+),y%Li^+荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、光致荧光光谱(PL)、绝对量子效率测量系统对样品的晶体结构、发光特性以及内量子效率进行表征和测量,并且对样品的XRD进行精修,色纯度计算。结果表明:合成样品均为单相Sr_2Al_2SiO_7,掺杂Sm^(3+)和电荷补偿剂Li^+后,没有引起相变。相对于其他阳离子Sm^(3+)(r=1.079Å)、 Li^+(r=0.920Å)的半径与Sr^(2+)(r=1.260Å)半径最为相近,因此更容易替代Sr^(2+)的格位,并且两种离子半径比Sr^(2+)小而使得样品晶体结构参数a,b,c和v逐渐减小。样品的最佳激发峰在403 nm处,相比于Ca_3Y_2(Si_3O_9)_2∶Sm^(3+)的激发峰出现了3 nm蓝移,表明样品在近紫外光下有较强的吸收,这种长紫外波长的光有利于在照明领域的应用。在403 nm近紫外光激发下,可以看出,在500～750 nm范围内, Sm^(3+)的发射峰位于564 nm(~4G_(5/2)→~6H_(5/2)), 601 nm(~4G_(5/2)→~6H_(7/2)), 648 nm(~4G_(5/2)→~6H_(9/2))和713 nm(~4G_(5/2)→~6H_(11/2)),其中601 nm发射峰强度最大,使样品呈现强烈的橙红色光。发射峰在607与618 nm处出现劈裂现象,是因为晶体场的相互作用引起了能级劈裂。单掺Sm^(3+)的发射光谱强度随着浓度的增加先增大后减小,当掺杂浓度为2%时发光强度最大。利用Blasse提出的能量传递临界距离公式,计算得出临界距离R_C≈19.734Å,从而说明了浓度猝灭原因是Sm^(3+)之间的多级相互作用。根据Dexter理论,计算出多极相互作用函数θ≈6,表明Sr_(2-x)Al_2SiO_7∶x%Sm^(3+)的浓度猝灭机理是电偶极-电偶极(d-d)相互作用。为进一步提高发光强度,掺杂了电荷补偿剂Li^+,使晶体内部电荷达到平衡。实验结果表明, Li^+最佳掺杂浓度为2%,与未加入电荷补偿剂相比,发光强度提高了2倍并测试其内量子效率为43.6%。荧光粉色坐标均在(0.60, 0.39)附近,位于橙红色区域,具有较高色纯度(约92.2%)。该荧光粉在三基色白光LED中的红色成分有应用潜力。

Sr掺杂对12CaO·7Al_2O_3电子化合物电输运及发射性能的影响

12CaO·7Al_2O_3电子化合物(C12A7:e~–)是一种具有低工作温度和低逸出功等优点的新型电子化合物阴极材料。通过高温固相反应结合放电等离子烧结制备Sr掺杂(Ca_(1–x)Sr_x)12A7 (0≤x≤0.05)块体,并在1100℃采用Ti颗粒还原20h成功制得电子化合物(Ca_(1–x)Sr)x)12A7:e~–。第一性原理计算结果表明,(Ca_(1–x)Sr_x)12A7:e~–与C12A7:e~–相比,框架导带下移,费米能级附近态密度增加,这将有利于电输运和发射性能的优化。室温电输运测试结果表明, Sr掺杂有利于C12A7:e–电输运性能的优化,其中(Ca_(0.96)Sr_(0.04))12A7:e~–样品在室温下具有最高电导率(1136 S/cm)以及最高载流子浓度(2.13×1021 cm^(–3)),与相同条件下制备的C12A7:e–样品相比,载流子浓度提高近2个数量级,表明Sr掺杂可以有效缩短制备C12A7:e~–的制备时间。热电子发射性能测试结果表明,随着Sr掺杂量的增加,热电子发射性能逐渐提高,其中(Ca_(0.96)Sr_(0.04))12A7:e~–样品具有最佳的热发射性能,在1100℃外加电压3500V时,发射电流密度达到1.45A/cm^2,零场发射电流密度达到0.74 A/cm^2,理查生逸出功降低至1.86 eV。

Sol-gel processed Ce^(3+), Tb^(3+) codoped white emitting phosphors in Sr_2Al_2SiO_7

Sr2Al2SiO7：Ce^3＋, Tb^3＋ white emitting phosphors were fabricated using the sol-gel method. X-Ray Powder Diffraction （XRD） analysis confirmed the formation of Sr2Al2SiO7：Ce^3＋, Tb^3＋. Scanning Electron Microscopy （SEM） observation indicated that the microstructure of the phosphor consisted of regular fine grains with an average size of about 0.5-1 μm. Luminescence properties were analyzed by measuring the photoluminescence spectra. The Ce^3＋, Tb^3＋-codoped Sr2Al2SiO7 phosphors showed four main emission peaks： one at 414 nm for Ce^3＋ and three at 482, 543, and 588 nm for Tb^3＋. The emission spectra of the samples with different doping concentrations showed that the Tb^3＋ emission was dominant because of the persistent energy transfer from Ce^3＋. The decay characteristic was better than that prepared by the solid-state process in the comparable condition. The codoped phosphor displayed long persistent white phosphorescence.

复合基质发光材料Sr_2YF_7-3SiO_2:Tb^(3+)的结构和发光性能研究

采用溶胶—凝胶法制备了掺杂Tb3+的复合材料Sr2YF7-3Si O2,通过IR、XRD、激发和发射光谱研究了材料的结构和发光性能。结构测试表明,在高于730℃时Sr2YF7-3Si O2:Tb3+三方晶体结构开始转变为硅酸盐,800℃退火处理后,材料以多种晶型结构存在;发光性能研究表明,基质Sr2YF7与Si O2的最佳配比为1∶3;最佳退火温度为800℃;样品在544nm监测波长下,最佳激发波长为378nm,Tb3+的最佳掺杂摩尔浓度为9.00%(mol)。