CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)复合材料制备及发光性能

近年来,钙钛矿量子点CsPbX_(3)(X=Cl,Br,I)稳定性较差的问题引起了广泛关注。本文在室温下合成了稳定的CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)绿色荧光粉并将其应用于白光发光二极管(WLEDs)。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激发和发射光谱(PL、PLE)等分析测试手段对CsPbBr_(3)量子点和CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)荧光粉的结构、形貌、元素组成及光谱特性等进行了分析对比。实验结果表明,CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)绿色荧光粉的热稳定性、水稳定性、色稳定性均得到了显著提升。80℃时CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%,水中浸没120 min后发光强度能保持初始发光强度的75.5%。CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)复合材料的量子效率则由CsPbBr_3量子点粉体的15.4%提升至35.4%。将CsPbBr_(3)/Si_(3)N_(4)复合材料与K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)红色荧光粉、InGaN基蓝光LED芯片封装制得的WLED器件色域为113.4%NTSC,流明效率达49.4 lm/W。

阳离子引入对CsPF6:Mn^4+红色荧光粉发光性能的影响

采用共沉淀法在室温条件下合成了CsPF6:Mn^4+荧光粉,研究了Li^+、Na^+、K^+阳离子的引入对CsPF6:Mn^4+荧光粉发光强度的影响。所制备的系列荧光粉样品均为立方结构纯相。在蓝光激发下,呈现最强峰位于634 nm处的一系列窄带红色发射。加入K^+和Li^+后,发光强度增强,加入Na^+后发光强度有所减弱,其中加入K^+的CsPF6:Mn^4+荧光粉发光强度最强。CsPF6:Mn^4+,K^+荧光粉的发射强度随着温度的上升先增强然后由于非辐射跃迁的增加而降低,在423 K时达到最大值,发射强度相较于未引入阳离子的荧光粉发射强度亦增强。阳离子的引入可以有效提升CsPF6:Mn^4+荧光粉的发光性能。

Fe^(2+)对锰激活氟化物红色荧光粉耐湿性能的影响研究

提出了一种绿色、简便的基于Fe^(2+)离子的氧化还原策略来提高锰激活氟化物红色荧光粉的耐湿性。采用共沉淀法合成了K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)(KSFM)荧光材料,并对Fe^(2+)处理前后样品的形貌、晶体成分、元素组成、发光性能、荧光寿命、耐湿性和热稳定性进行了研究。SEM结果表明,经Fe^(2+)离子处理后的K_(2)SiF_(6):Mn^(4+)(T-KSFM)颗粒的团聚程度得到有效的降低。XPS测试结果表明,T-KSFM样品表面Mn含量减少。光谱测试结果表明,最强激发峰约468 nm处,次强峰位于约360 nm处,而最强窄带发射峰位于632 nm处。经过Fe^(2+)处理后的T-KSFM荧光粉在去离子水浸泡320 min后,其相对发光强度为初始发光强度的80.3%,而KSFM仅还有63.4%。此外,将T-KSFM作为红色组分与黄粉YAG以及蓝光芯片封装制得WLEDs色坐标为(0.4110,0.3963),处于暖白光区域。以上结果表明,基于Fe^(2+)的简易氧化还原策略可以有效提高氟化物红色荧光粉的耐湿性,为获得优异耐湿性能的氟化物荧光粉提供了新的思路。

低温制备Mn^(4+)掺杂Gd_(2)ZnTiO_(6)红色荧光粉及其发光性能研究

Mn^(4+)掺杂A_(2)BB’O_(6)型双钙钛矿红色荧光粉可应用于植物生长照明领域而受到广泛研究,但该类荧光粉的合成温度普遍较高。通过添加一种新的助熔剂LiCl,成功将Gd_(2)ZnTiO_(6):Mn^(4+)(GZTO:Mn^(4+))的合成温度从1300℃降低至950℃。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、激发/发射光谱(PL,PLE)等分析测试手段对GZTO:Mn^(4+)样品的相结构、微观形貌、荧光性能等特性进行了表征分析。结果表明,助熔剂LiCl添加量为前驱体质量的50%(质量分数)时,在850℃下保温8 h可以生成部分GZTO,而950℃以上则能得到纯相GZTO产物;样品的微观形貌和发光性能可以通过不同LiCl的添加量来进行调控,当固定LiCl添加量为50%时,0.2%(摩尔分数)Mn^(4+)掺杂的样品具有最好的发光性能。

Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺和Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐玻璃的发光性能研究

采用高温熔融淬冷法成功制备了Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺和Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐系列玻璃,该玻璃体系中网络形成体TeO_(2)和GeO_(2)的总摩尔分数高达66.6%。采用透过光谱、荧光光谱等系统研究了碲锗钡酸盐玻璃的发光性能,确定了Dy^(3+)单掺、Tb^(3+)单掺碲锗钡酸盐玻璃中的最佳掺杂浓度,观察到Tb^(3+)/Dy^(3+)共掺碲锗钡酸盐玻璃中存在Dy^(3+)向Tb^(3+)离子的高效能量传递。所研究的稀土掺杂碲锗钡酸盐玻璃密度超过5.0 g/cm^(3),在400~700 nm波长范围内透过率高达85%,荧光衰减时间低于1 ms。结果表明,所研究的稀土掺杂碲锗钡酸盐玻璃在高能射线探测领域具有潜在的应用前景。

LuAG:Ce荧光粉的熔盐法制备及其发光性能研究

以NaN03,KNO3和Na2CO3混合物为熔盐体系,采用熔盐法(MSS)在1500成功合成了绿色发光Lu3_x Cex Al5012(%=0.03~0.15)荧光粉,合成温度比传统的高温固相法低约300℃利用荧光光谱仪研究了其发光性能,激发光谱中出现了两个激发主峰,分别位于350和453 nm,而发射峰位于543 nm处。Ce^3+的最优掺杂浓度为x=0.12,浓度猝灭方式为电偶极-电偶极相互作用。利用扫描电镜,观察了合成的荧光粉的形貌,并分析了其粒径分布。荧光粉的颗粒尺寸为亚微米到微米级,在0.16-1.35μm之间,平均粒径为0.54 μm,颗粒近似球形且无聚集。此外,也探究了其热稳定性,发现该荧光粉热稳定性良好,计算的热猝灭活化能△E为0.1589 eV。随着Ce^3+浓度的增加,荧光粉的色坐标从浅绿色向黄绿色偏移。研究结果表明,熔盐法相比传统的高温固相法在制备的温度、荧光粉形貌等方面具有明显的优势,有望成为荧光粉制备的一种经济可行的方法。