SrLaLiTeO_(6):Dy^(3+),Eu^(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

白光发光二极管(LED)的商业合成方案缺少红光成分,导致合成的白光色温较高、显色性差,因此开发性能优异的单相暖白光荧光粉成为白光LED领域研究的重要课题。以Dy^(3+)和Eu^(3+)为掺杂剂,SrLaLiTeO_(6)(SLLT)为基质,采用固相反应法制备了SrLaLiTeO6:Dy^(3+),Eu^(3+)无机荧光粉,并通过X射线衍射仪、荧光分光光度计和色度坐标分析荧光粉的晶体结构及光学性能。结果表明:Dy^(3+)和Eu^(3+)成功进入SLLT晶体,无杂质产生;SLLT:0.07Dy^(3+),yEu^(3+)荧光粉在351 nm激发下能够同时发射蓝、黄、红光,证明了Dy^(3+)和Eu^(3+)之间存在能量传递,弥补了单掺Dy^(3+)荧光粉缺乏红色发射的缺陷;Eu^(3+)离子最佳掺杂浓度为0.05,此时的色度坐标为(0.391 9,0.380 9),色温为3 733 K,接近暖白光区域。因此,SrLaLiTeO_(6):Dy^(3+),Eu^(3+)荧光粉是一种性能优异的暖白光LED荧光粉。

Dy^(3+)掺杂Y_(2)MgTiO_(6)荧光粉的制备及发光性质研究

通过溶胶-凝胶法制备出一系列Dy^(3+)掺杂的Y_(2)MgTiO_(6)(YMT∶Dy^(3+))荧光粉,并利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪对荧光粉的晶体结构、微观形貌及发光性质进行研究和分析。研究结果显示,YMT∶Dy^(3+)荧光粉为双钙钛矿结构,Dy^(3+)掺杂不改变样品的晶体结构。在近紫外光(352 nm)的激发下,样品的发射光谱显示出典型的Dy^(3+)特征发射峰,分别是485 nm处的蓝光、578 nm处的黄光,以及650~700 nm的红光。当Dy^(3+)摩尔浓度x=0.03时,荧光粉出现浓度猝灭效应,其浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用(d-d)。YMT∶Dy^(3+)荧光粉的CIE色坐标明显受到Dy^(3+)的浓度影响,其中YMT∶0.02Dy^(3+)荧光粉的CIE色坐标为(0.406,0.407),位于暖白光区,可作为一种暖白光荧光粉应用于近紫外激发白光发光二极管(w-LEDs)。

白光荧光粉Ba3Y2B6O15∶Dy^3+的制备及发光性能研究

通过高温固相法制备白光荧光粉Ba3Y2B6O15∶Dy^3+,并利用XRD和光致发光光谱分别对样品的晶体结构和发光性能进行表征。结果表明,Dy^3+作为发光中心取代Y3+进入基质Ba3Y2B6O15的晶格中并未改变其晶体结构。样品的激发光谱是由Dy^3+的f-f特征激发跃迁组成,主峰为353nm。样品的发射光谱由Dy^3+的两个特征发射跃迁4F9/2→6 H15/2(483nm)和4F9/2→6 H13/2(575nm)组成;由于Dy^3+主要处于高对称性的格位,Dy^3+发射以磁偶极跃迁4F9/2→6 H15/2为主。发生浓度淬灭的主要原因是Dy^3+离子之间的双极子-双极子相互作用。样品Ba3Y2B6O15∶0.06Dy^3+的发光强度最高,其CIE色坐标和相关色温分别为(0.3122,0.3676)和6282K,位于白光区域,接近于标准白光源D65。随着温度的升高,由于热猝灭,样品的发光强度逐渐下降;当温度达到140℃时,样品的发光强度下降50%。基于Arrhenian公式计算,相对应的热活化能为0.3056eV,高于白光Na3GdP2O8∶Dy^3+。实验表明,单基质的Ba3Y2B6O15∶Dy^3+可作为白光荧光粉应用于UV-LED器件中。

Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Dy^(3+),Eu^(3+)单基质白光荧光粉的制备与发光性能

采用溶胶-凝胶法制备出Dy^(3+),Eu^(3+)共掺杂Gd_(2)ZnTiO_(6)白光荧光粉.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光(PL)光谱对荧光粉的物相、形貌及荧光性质进行了表征.结果表明,所制备的样品均为双钙钛矿结构,属于单斜晶系(空间群:P21/n),形貌为2~5μm无规则形状的颗粒.在392 nm近紫外光的激发下,Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Dy^(3+),Eu^(3+)荧光粉展现出Dy^(3+)的蓝光、黄光发射以及Eu^(3+)的特征红光发射.此外,通过调节Dy^(3+)和Eu^(3+)的掺杂浓度,可实现低色温的暖白光发射.基于样品优异的荧光性能,该荧光粉在近紫外激发白光LED中具有一定的开发潜力.

颜色可调Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+)荧光粉的制备、发光性能及能量传递

本文利用高温固相反应法制备了高效黄绿色多色发光荧光粉Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+),其主要窄发射带来自Tb^(3+)的547 nm处,并且由于Dy^(3+)的敏化作用而在250~400 nm区域具有宽激发带,将Dy^(3+)和Tb^(3+)共掺到Ca_(2)LaTaO_(6)(CLTO)基质中,构建能量传递体系。通过激发/发射光谱及寿命衰减曲线测试证实了Dy^(3+)到Tb^(3+)的能量传递过程。Dy^(3+)→Tb^(3+)的能量传递以偶极-四极相互作用为主,能量传递效率可达80%甚至更高。基于该能量传递过程,在Dy^(3+)的特征激发下,通过改变Dy^(3+)和Tb^(3+)的相对掺杂浓度,可以使发光颜色由黄色渐变为绿色,说明发光颜色可调的多色发光荧光粉Ca_(2)LaTaO_(6)∶Dy^(3+),Tb^(3+)在荧光粉转换的白光LED中具有潜在的应用前景。

白色长余辉材料CaxMgSi2O5＋x：Dy^3＋系列的发光性能

制备并研究了一系列具有白色长余辉的钙镁硅酸盐材料,CaxMgSi2O5+x∶Dy3+(x=1,2,3)。在紫外激发的发射谱中观察到来自Dy3+的4f组态内发射:对应4F9/2→6H15/2跃迁的蓝色发射(480nm)以及对应4F9/2→6H13/2跃迁的黄色发射(575nm)。低压汞灯(254nm)辐照后产生的长余辉光谱成分与发射谱相同,蓝光与黄光的混合组成白色光。对所研究的大部分样品,白色长余辉发射持续时间超过1h。研究了发射光强度对Dy3+浓度的依赖以及黄光与蓝光强度比与Dy3+掺杂浓度之间的关系,发现不同的基质有不同Dy3+浓度的依赖关系。室温以上的热释光谱表明所研究材料在室温以上具有丰富的热释光峰,因此有潜力进一步改善其长余辉性能。结合实验结果和以往研究,简要讨论了这一类材料的陷阱来源和长余辉发射机理。

燃烧法合成Sr_2Al_3O_6:Eu^(2+),Dy^(3+)发光材料的物相组成研究

提出采用燃烧法合成Sr_3Al_2O_6:Eu^(2+),Dy^(3+)红色长余辉发光材料,旨在通过工艺优化合成出单相的铝酸锶基质,为制备发光性能良好的红色发光材料打下基础。通过对样品进行XRD衍射分析,分别探讨了燃烧温度、尿素添加量以及二次还原工序的引入对样品的物相组成的影响。结果表明:仅调节燃烧温度和尿素添加量不能得到单相Sr_3Al_2O_6基质,产物中往往存在SrAl_2O_4,Sr_4Al_2O_7等杂质相,然而当尿素添加量增加时,虽导致产生大量SrCO_3,但同时也抑制了很难排除的杂质相SrAl_2O_4,Sr_4Al_2O_7的生成。如将该样品在1200℃下还原煅烧则可使SrCO_3分解继而反应生成目标产物Sr_3Al_2O_6,由此获得接近纯相的Sr_3Al_2O_6基质。最终确定较优化的工艺条件为:燃烧温度为850℃,尿素添加量为硝酸盐的2倍,燃烧后在1200℃下进行二次还原煅烧。