铈锶复合六角铝酸盐(Ce(0.7)Sr_(0.3))MgA1_(11)O_(18.85)的合成及发光性质

本文报道一种新的紫外发光材料铈锶复合六角铝酸盐(Ce_(0.7)Sr_0.3)MgAl_(11)O_(18.85),它与SrAl_(12)O_(19)类质同晶,晶胞参数为:a=0.5590nm,c=2.203nm。与CeMgAl_(11)O_(19)比较,(Ce_(0.7)Sr_(0.8)MgAl_(11)O_(18.85)有更强的紫外发射效率。在该基质中,Ce~(3+)-Ce~(3+)之间能进行短程的能量迁移,迁移的步数大约为4～12。这种能量迁移可能是一种偶极一偶极相互作用。     

Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的发光性质

采用传统熔体冷却技术制备Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂的BaO-La_2O~3-B_2O_3-SiO_2玻璃,并测试样品的吸收光谱和荧光光谱.实验结果表明:由于Ce~(3+)在5d-4f轨道之间的电子跃迁,基础玻璃掺Ce~(3+)后吸收截止边明显红移;掺Ce~(3+)的BaO-La_2O_3-B_2O_3-SiO_2玻璃的荧光发射光谱为峰值位于410 nm附近的宽带,对应于Ce~(3+)的5d-4f跃迁;由于SiO~2比B_2O_3的光碱度大,玻璃的荧光发射波长,体现出随硼硅比的降低而略有红移;还原性气氛有利十提高玻璃中Ce~(3+)的含量,从而增强发光强度;对Ce~(3+)和Tb~(3+)共掺玻璃,Ce~(3+)和Tb~(3+)在波长200-311 nm间有激发带重叠,因存在竞争吸收,导致以此区间波长激发时Tb~(3+)的发光有所减弱;Ce~(3+)和Tb~(3+)在311-444 nm间也有激发带(或激发带与发射带)部分重叠,因Ce~(3+)和Tb~(3+)之间存在的辐射和无辐射能量传递导致Ce~(3+)强烈敏化Tb~(3+)的发光.     

白光LED用K_2TaF_7∶Mn~(4+)红色发光晶体发光性能研究

通过溶剂挥发法生长出红色棒状K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体,通过X线单晶衍射确定其晶体结构及相关晶胞参数.通过对样品的发光性能研究,样品最强激发带位于466 nm左右的蓝光区,半峰宽约为70 nm;最强发射位于628 nm处.当n_(Mn~(4+))∶n_(K_2TaF_7)为35%时所得晶体的红光发射最强,外量子效率高达49.2%.将K_2TaF_7∶Mn~(4+)发光晶体、YAG∶Ce~(3+)黄色荧光粉和蓝光GaN芯片组装成暖白光LED,所得器件具有优异的光电性能.     

紫外及真空紫外光激发下K_2Y(WO_4)(PO_4):Ce~(3+)的发光性质

通过高温固相法制备了新型Ce~(3+)掺杂K_2Y(WO_4)(PO_4)发光材料,研究了其在紫外和真空紫外光激发下的光致发光性能.在254nm激发下,K_2Y(WO_4)(PO_4):xCe~(3+)系列样品均显示出3个宽带发射,最高峰分别位于330,355和550nm,依次归属于Ce~(3+)的5d-~2F_(5/2),5d-~2F_(7/2)跃迁和O_2的p轨道到W~(6+)的d轨道的电荷转移跃迁.此外,在172nm激发下K_2Y(WO_4)(PO_4):0.05Ce~(3+)的CIE坐标为(0.309,0.3329),接近白光发射,暗示以Ce~(3+)掺杂K_2Y(WO_4)(PO_4)的白光发射材料在实现无汞荧光灯或等离子平板显示方面具有重要的应用前景.     

白光LED用Na_3SrB_5O_(10):Dy~(3+)的合成及发光性能研究

采用高温固相法合成Na_3SrB_5O_(10):Dy~(3+)(n=0. 5,0. 8,1. 0,1. 5,2. 0)系列荧光粉,利用X射线衍射仪、荧光光谱仪对材料的结构和发光性能进行了测试和分析. XRD测试结果表明掺Dy~(3+)量不应超过2%.荧光光谱图显示,在588 nm监测波长下的最佳激发波长为345 nm,在345 nm波长激发下有490 nm(B)和589 nm(Y)两个主要特征峰,其中589 nm处的特征峰最强.随着Dy~(3+)浓度的增大,发射峰Y和B的强度比值Y/B有微小变化,荧光粉表现出较好的发光稳定性.从发射光谱可知当掺Dy~(3+)量达到2. 0%时发生浓度猝灭,表明最佳掺杂浓度为1. 5%.计算出该基质中Dy~(3+)的临界传递距离为3. 05 nm.激发波长取345 nm时,Na_3SrB_5O_(10):Dy~(3+):n%Dy~(3+)(0. 5～2. 0)系列荧光的色温范围为3 200 K～3 500 K,发光为暖白光.     

红色荧光粉Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的制备及发光性能

采用高温固相反应成功地制备出Mn~(4+)激活的Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)红色荧光粉,并对它的结构及发光性能进行了测试表征.实验结果表明:合成的样品能被270~570 nm的紫外光和蓝光有效地激发,产生很强的红光发射.样品的主发射峰位于660 nm左右,这对应于Mn~(4+)的2E2→4A2跃迁.通过Mn~(4+)掺杂浓度的调控,优化了Mg_2TiO_4∶Mn~(4+)的发光性能.最后将优化后的Mg_2TiO_4∶0.002 5Mn~(4+)荧光粉和YAG涂覆于~465 nm发射的Ga N芯片上,制作成暖白光发光二极管(LED).该LED器件表现出很强的暖白光发射.     

白光LED用橙色发射荧光粉Y_3Mg_2AlSi_2O_(12)∶Ce~(3+)的制备研究

采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激发-发射光谱及反射光谱等手段,研究了以尿素为燃料的溶胶-凝胶燃烧法,制备白光LED用Y_3Mg_2AlSi_2O_(12)∶Ce~(3+)荧光粉过程中的还原温度、Ce~(3+)浓度等因素,对荧光粉结构、形貌和发光性能的影响.比较了溶胶-凝胶燃烧法和高温固相反应法制备的Y_3Mg_2AlSi_2O_(12)∶Ce~(3+)荧光粉的结晶度、形貌和发光性能,并从反应过程对造成两者差异的原因进行了讨论.     

黄色荧光粉LiBa_2Ga(P_2O_7)_2:Dy~(3+)的制备及其性能的研究

近年来,由于LED照明灯具发光性能高、寿命长、环保、节能、可靠性高等一系列特点,引起了人们的广泛关注。本文采用的高温固相法合成稀土发光材料LiBa_2Ga(P_2O_7)_2:Dy~(3+)(x=0.005,0.010,0.015,0.020,0.025,0.030),并研究了其晶体结构及光学性能。在350nm光激发下,发射主峰在576m,归因于~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁。LiBa_2Ga(P_2O_7)_2:0.01Dy~(3+)的CIE坐标为(0.3779,0.3961),位于黄光区域。Dy~(3+)的最佳掺杂量为0.010,接着研究了LiBa_2Ga(P_2O_7)_2:0.010Dy~(3+)的温度猝灭行为,结果显示在150℃时的发射积分强度为其初始值25℃的82%,表明荧光粉的热稳定性很好。综上表明,LiBa_2Ga(P_2O_7)_2:Dy~(3+)荧光粉的发光性能良好,可作为黄色荧光粉应用于LED照明及显示领域。     

(Gd_(1-a-b)Ce_aDy_b)B_3O_6中Ce~(3+)、Gd~(3+)、Dy~(3+)的光致发光和能量传递

本文通过对Gd_(1-a)Ce_aB_3O_6、Gd_1-bDy_bB_3O_6和Gd_(1-a-b)Ce_aDy_bB_3O_6体系的发射光谱和激发光谱的分析,研究了Gd~(3+),Ce~(3+),Dy~(3+)发光与组成的关系以及Ce~(3+),Cd~(3+)对Dy~(3+)发光的敏化作用;查明在上述体系中,Ce~(3+)→Gd~(3+)与Ce~(3+)→Dy~(3+)的能量传递均以电多极相互作用的共振传递为主;Gd~(3+)在Ce~(3+)→Dy~(3+)的能量传递中起中间体作用。     

新型Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)红色荧光粉的合成及其发光特性

采用高温固相法合成一系列不同摩尔分数Mn~(2+)掺杂的Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2荧光粉,并利用X射线粉末衍射及荧光光谱手段对所制备样品的结构及其发光特性进行表征,在波长为412nm蓝光激发下,Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉产生中心波长位于643nm的红光宽带发射,其色坐标为(0.68,0.32)。研究发现,Mn~(2+)掺杂摩尔分数为15%时获得的Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉表现出最佳发光特性。利用Van Uitert理论模型分析发光强度与掺杂浓度之间的关系,表明Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉中Mn~(2+)浓度猝灭的机制为电偶极-电偶极相互作用。新型Ca_9Sr(PO_4)_6Cl_2:Mn~(2+)荧光粉可望发展成一种具有良好应用前景的白光LED用红色荧光粉材料。     

铈锰铽激活硼酸镁的光致发光

研究不同组成铈锰铽激活硼酸镁的发射光谱和激发光谱表明:只含Mn~(2+)的硼酸镁发光很弱;Ce~(3+)能很好地吸收254nm紫外光并能把能量传递给Mn~(2+),Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递效率最高可达99.8％,从而获得发明亮红光的荧光粉。Ce~(3+)→Mn~(2+)能量传递的机理为共振传递。铈锰铽共激活的硼酸镁中,Tb~(3+)和Mn~(2+)都有较高的发光效率,增加Tb~(3+)浓度使色坐标x值降低,y值升高;相反,增加Mn~(2+)浓度使色坐标x值升高、y值降低,改变Tb~(3+)、Mn~(2+)的浓度可调整荧光粉发光的颜色。     

水分散性发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子的合成

以稀土硝酸盐为原料,采用水热法合成油酸包覆的发红光Mn~(2+)掺杂NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)(Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+))上转换纳米粒子,然后以曲拉通磷酸酯为亲水性配体,通过配体交换法将油酸包覆的油分散性Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子转变成曲拉通磷酸酯包覆的水分散性纳米粒子.随后采用透射电子显微镜(TEM)、动态光散射仪(DLS)、X射线衍射仪(XRD)、荧光分光光度计、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)及热重分析仪(TGA)对合成样品进行表征.结果表明:曲拉通磷酸酯包覆的Mn~(2+)doped-NaYF_4:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换纳米粒子平均粒径为19.54 nm,具有良好的水分散性.     

溶胶凝胶法制备(Y,Gd)(V,P)O_4∶Eu~(3+)纳米红色荧光粉

使用溶胶凝胶法将Gd~(3+)和P~(5+)掺杂到纳米YVO4∶Eu~(3+)体系中,得到纳米红色荧光粉(Y,Gd)(V,P)O_4∶Eu~(3+).通过X射线衍射,透射电镜和扫描电镜测试表明,样品的结晶度较好,具有球形形貌并有较好的分散性,其颗粒尺寸约为40nm.通过对系列样品激发光谱的对比研究发现,掺入Gd~(3+)和P~(5+)后,样品在真空紫外区域内基质吸收的强度明显增加,对应在发射光谱中Eu~(3+)在619nm处的红光发射强度也明显增强,其中Eu~(3+)的5 D0-7 F2红光发射强度相当于商用红粉KX-504的109.7%,并且其色坐标比商用粉更加接近标准红色值,说明其色纯度更好.     

白光LED用荧光粉Na_3Ce(PO_4)_2∶Dy~(3+)的制备与发光性能

采用高温固相法合成了Na_3Ce_(1-x)(PO_4)_2∶xDy~(3+)系列白色荧光粉。利用X射线粉末衍射、荧光光谱和荧光寿命技术对样品进行了表征。实验结果表明,在313 nm紫外光激发下,Na_3Ce(PO_4)_2:∶Dy~(3+)显示了3个发射带:363 nm的宽带发射可归属为Ce~(3+)离子的4f~05d~1→4f~1跃迁;483 nm和575 nm的2个窄带分别来自于Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)和~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁。Na_3Ce_(1-x)(PO_4)_2∶xDy~(3+)(x=0.005～0.12)系列样品的发射峰形状并未随掺杂剂浓度的变化而改变。其强度在Dy~(3+)摩尔浓度等于0.01时达到最大值,进一步增加Dy~(3+)浓度将导致浓度猝灭现象发生。样品的荧光寿命随着Dy~(3+)掺杂浓度的增大而逐渐减小,表明Dy~(3+)离子之间存在能量传递现象。Na_3Ce(PO_4)_2∶Dy~(3+)荧光粉的色坐标为(0.342 9, 0.318 3),位于白光区域,是潜在的白光LED用荧光粉材料。     

ZnS:Cu~(2+)(1%)Cd~(2+)(x%)量子点的制备及光学性质研究

利用水热法制备纤锌矿结构Zn0. 99-xCu0. 01CdxS量子点.实验结果表明:Cu~(2+)和Cd~(2+)均取代了Zn2+的位置掺入到Zn S的晶格中,且其尺寸约为(4. 0±1. 0) nm. Zn S:Cu~(2+)(1%) Cd~(2+)(x%)量子点光学性质研究表明,量子点具有来自于Cu~(2+)离子3d轨道以及深能级Cd~(2+)空位的跃迁发射峰,且随着Cd~(2+)离子掺杂浓度的增加其发光强度降低.这可能因为随着Cd~(2+)掺杂浓度的增加,缺陷中心增加,非辐射复合过程增加,致使发射峰强度降低.     

催化K_2S_2O_8氧化N-1-萘乙二胺盐酸盐荧光法测定痕量Se~(4+)

发现40℃加热15min的条件下,N-1-萘乙二胺盐酸盐(R)可发射强而稳定的荧光,而Se~(4+)能催化K_2S_2O_8氧化R为无荧光化合物,从而使R的荧光猝灭,据此建立了催化K_2S_2O_8氧化R荧光猝灭法测定痕量Se离子的新方法.在最优条件下,Se~(4+)的浓度在0.010-3.20 fg/m L范围时,其工作曲线的回归方程为△F=8.324+63.64CSe~(4+)(fg/m L,r=0.9998),检出限(LD)达到2.4 ag/m L.同时本文还探讨了催化K_2S_2O_8氧化R的反应机理,且该方法可以很好地实现对九龙江水样中Se~(4+)含量的测定.     

白光LED用橙红色荧光体Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+)的制备和光谱性质

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型橙红色发光材料Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+).用X射线粉末衍射仪(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:此发光材料与Sr_2MgSi_2O_7具有相似的晶体结构,同属四方晶系.样品的一次颗粒近似球形,粒径在100 nm左右.样品Sr_2MgSi_3O_9:Eu~(3+)的激发光谱在220～300 nm内出现一宽带吸收,归属于Eu~(3+)-O~(2-)之间的电荷迁移带,300 nm以后出现的锐线峰为Eu~(3+)的f→f跃迁吸收峰,其最强锐线峰位于400 nm,对应于Eu~(3+)的基态到~5L_6激发态跃迁吸收,因而,可以被InGaN管芯产生的紫外辐射有效激发.发射光谱由2个强发射峰组成,位于592 nm和618 nm处,分别属于典型的Eu~(3+)的~5D_0→~7F_1和~5D_0→~7F_2跃迁.此外,研究还发现共掺杂适量Ti使得发光颜色由橙红色向红色转变,发光强度明显增强.     

Ce_(3+)、Tb~(3+)激活的LaBO_3的发光性能和能量传递

本文系统地研究了在紫外光、阴极射线和X射线激发条件下Ce~(3+)、Tb~(3+)及Ce~(3+)和Tb~(3+)共激活的LaBO_3体系的发光性能及组成对Ce~(3+)和Tb~(3+)发射强度的影响。结果表明:在254nm紫外光激发下Ce~(+3)对Tb~(3+)有良好的敏化作用;并确定了Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传送机理为偶极子—偶极子相互作用的共振传递;能量传送效率最高可达100％.在200nm紫外光、阴极射线和X射线激发条件下Ce~(3+)对Tb~(3+)的发光起猝灭作用。确定了在378nm紫外光激发条件下Tb~(3+)在La_(1-y)Tb_yBO_3体系中的浓度猝灭机理为电偶极—电偶极相互作用。     

Ce3+-Nd3+共掺Y3Al5O12发光材料的合成及其近红外量子剪裁特性研究

以高温固相法合成一系列Ce~(3+)-Nd~(3+)共掺Y_3Al_5O_(12)(YAG)发光材料.通过荧光光谱测试证明,在YAG基质中Ce~(3+)-Nd~(3+)之间发生宽谱高效近红外量子剪裁,能量传递机理为合作能量下转换.在460 nm波长激发下,Ce~(3+)离子吸收一个可见光子跃迁至5d_1能级,然后将自身能量传递给两个邻近的Nd~(3+),进而发射出两个近红外光子.对样品的荧光衰减曲线分析可知,Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子效率高达177.8%.通过Ce~(3+)-Nd~(3+)之间的量子剪裁,可将太阳光谱中能量较高的紫外-可见波段转换为近红外波段,有利于太阳光谱更好地被晶硅太阳能电池吸收和利用.     

Ba_3Gd(BO_3)_3:Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备单相Ba_3Gd(BO_3)_3:Ce~(3+),Tb~(3+)荧光粉,利用XRD、SEM、激光粒度仪和光致发光光谱分别对其物相、形貌、粒度分布和发光性能进行表征。结果表明:样品的粒度主要集中在1.5~2.0μm,颗粒表面光滑。激发光谱主要由Ce~(3+)和Tb~(3+)离子的4f-5d特征跃迁组成。在Ce~(3+)离子的特征激发下(350 nm),样品呈现Ce~(3+)离子的5d-4f宽带发射和Tb~(3+)离子的f-f锐利发射;主峰为544 nm,对应于Tb~(3+)离子的5D4→7F5跃迁。随着Tb~(3+)掺杂量的增加,Ce~(3+)离子的发射强度逐渐下降,Tb~(3+)离子的发射强度先增强后减弱;最佳掺杂量为20%。样品中存在Ce~(3+)向Tb~(3+)的能量传递,其传递效率为33.9%。样品的发光颜色可从蓝光调整到绿色区域。样品可应用于UV-LED中。