纳米CaF_2∶Eu~(3+)发光材料的制备及发光性能研究

通过LSS(Liquid-Solid-Solution)方法制备了不同Eu~(3+)掺杂量的CaF_2纳米发光材料,利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光光谱(PL)对制备样品的晶体结构、表面形貌、晶粒尺寸进行了表征,并进一步研究了Eu~(3+)掺杂量对样品发光性能的影响.结果表明:Eu~(3+)掺杂的CaF_2纳米材料具有良好的红光发光特性,Eu~(3+)最优掺杂量为15%,此时样品具有最大的发光强度;Eu~(3+)最大掺杂量为20%,样品的发光强度在这一掺杂量下反而减弱,这说明Eu~(3+)掺杂量的增加导致样品发生了浓度猝灭.     

Eu~(3+)掺杂La(OH)_3一维纳米线的磁学和发光性能研究

采用溶剂热法成功制备La(OH)_3和La(OH)_3:Eu~(3+)纳米材料,表征了样品的晶体结构、微观形貌、宏观磁性及发光特性。结果表明,所制备样品是微观尺寸均匀,分散性良好,直径约为14 nm、长度约为107 nm的一维线状结构。纯La(OH)_3和La(OH)_3:Eu~(3+)纳米线均表现出室温铁磁性能,且其饱和磁化强度和荧光发射随掺杂浓度的提高先升高后降低。Eu~(3+)掺杂浓度为3%时,所制备的La(OH)_3:Eu~(3+)纳米线的饱和磁化强度最高(43.1 memu/g),是纯La(OH)_3纳米线(2.04 memu/g)的22倍。该掺杂浓度的样品同时表现出了优异的荧光发射性能,在589 nm,616 nm和696 nm处具有Eu~(3+)的特征荧光发射谱线。此类材料在特殊纳米功能器件、磁性荧光靶向药物等方面具有潜在的应用价值。     

白光LED用钨酸盐基红色荧光粉的制备及表征

采用高温固相法合成Eu~(3+)掺杂的KGd (WO_4)_2系列红色发光材料. x射线衍射表明,1000℃高温焙烧下的KGd (WO_4)_2荧光粉为纯相晶体结构.样品可被近紫外光394 nm和蓝光465 nm有效吸收,发射出Eu~(3+)的特征光谱.研究了Eu~(3+)的掺杂量、保温时间及不同助熔剂对样品发光性能的影响,结果表明:KGd(WO_4)_2:Eu~(3+)是一种很有应用前景的白光LED用荧光材料.     

基于太阳能切削硅粉制备Eu~(2+)激发的直接白光荧光粉及其发光特性研究

以单晶硅太阳能电池切削产生的硅泥为原料,通过氨氮化工艺高温烧结制备了Eu~(2+)激发的直接白光荧光粉,研究了Eu~(2+)掺杂浓度对荧光粉发光性能的影响.物相分析结果显示,所合成的荧光粉为混合物,主要晶相为Ca_2SiO_4、CaSiO_3和Ca_2Si_5N_8.通过分析荧光光谱,发现荧光粉的有效激发范围为300～450 nm.在370nm近紫外光激发下,荧光粉中主要存在两个发光中心,分别位于470 nm和570 nm,发光颜色趋近于白光,色坐标为(0.327 5,0.386 6),色温为5 705 K(5 431.85℃).通过改变Eu离子掺杂浓度发现:荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Eu~(2+)掺杂量为10.0 mol%;超过最佳掺杂浓度,由于离子间的相互作用导致浓度淬灭.通过单一荧光粉配合紫外芯片激发可直接获得白光输出.     

Yb~(2+)掺杂对荧光粉BaMgSiO_4:Eu~(2+)发光性能的影响

利用高温固相法制备了Yb~(2+)掺杂Ba Mg Si O4:Eu~(2+)荧光粉,通过XRD和光致发光光谱分别对其物相和发光性能进行表征.结果表明:Ba Mg Si O4:Eu~(2+),Yb~(2+)为单一基质的荧光粉,激发光谱主要由220~400 nm和400~451 nm两个宽峰组成;在373 nm激发下,样品Ba Mg Si O4:Eu~(2+),Yb~(2+)表现出两个宽带发射,分别位于440 nm和500 nm处,属于Eu~(2+)的特征跃迁4f65d→4f7;Yb~(2+)掺杂使样品的主发射峰由440 nm转变为500 nm,发光强度随着Yb~(2+)掺杂量的增加先增强后减弱,而440 nm发射强度逐渐下降;Yb~(2+)取代Ba~(2+)的最佳量为0.02 mol,其色坐标为(0.1433,0.3344).所得样品可应用于UV-白光LED领域中.     

白光LED用荧光材料Sr_3Y_2(BO_3)_4:Eu~(3+)的制备及发光性能

Sr_3Y_2(BO_3)_4:Eu~(3+)红色荧光粉在白光LED应用上有很大潜能,以高温固相法在1 000℃下焙烧5h可以制备出发光性能最佳的Sr_3Y_(2-x)(BO_3)_4:xEu~(3+)红色荧光粉.通过X-ray衍射仪(XRD)和荧光光谱等测试手段对Sr_3Y_(2-x)(BO_3)_4:xEu~(3+)荧光粉的制备条件、结构及发光性能进行表征.结果表明,适量掺杂Eu~(3+)并不能使Sr_3Y_2(BO_3)_4的结构发生改变.以394nm的近紫外光激发Sr_3Y_(2-x)(BO_3)_4:xEu~(3+)荧光粉具有较好的发光性能,最强发射峰为Eu~(3+)离子的5D0→2F2电偶极跃迁,波长为618nm的红光.当Eu~(3+)离子的掺杂量为15%(mol)时,发光强度最大.     

铜钱状GdF_3:Eu~(3+)空心环的水热合成、表征及性能研究

以Gd(NO_3)_3·6H_2O为金属离子源,KBF4为氟源,及Eu(NO_3)_3·6H_2O为掺杂离子源,通过简单的水热合成方法,合成出铜钱状GdF_3:Eu~(3+)纳米空心环.通过PXRD、SEM、TEM、EDX等表征方法对样品进行表征.结果表明:GdF_3:Eu~(3+)纳米空心环为六方晶相系,其直径约为500 nm.分别试验了反应时间、不同掺杂浓度对其形貌及发光性能的影响.结果表明:当掺杂摩尔浓度为15%时,荧光强度最强.同时研究了其磁学性能,结果表明GdF_3:Eu~(3+)是一种典型的顺磁材料.     

熔盐法制备NaCa_2Mg_2(VO_4)_3:Eu~(3+)白色荧光粉

采用熔盐法合成了NaCa_2Mg_2(VO_4)_3:Eu~(3+)白色荧光粉,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和荧光光谱仪(FL)对样品的物相、形貌和发光性能进行了分析表征,结果表明:所得NaCa_2Mg_2(VO_4)_3:Eu~(3+)样品为纳米棒状,平均直径约为50nm,平均长度约为100nm;在279nm紫外光激发下,NaCa_(2-x)Mg_2(VO_4)_3:xEu~(3+)的发射光谱由一个宽带谱(400～580nm)和若干个尖锐特征峰组成,宽带峰属于VO_4~(3-)的~3T_2→~1A_1辐射跃迁,特征峰分别位于592 nm、612 nm、655 nm和710 nm处,属于Eu~(3+)的~5D_0→~7FJ跃迁,其中,对应于~5D_0→~7F_2跃迁的612nm发射峰强度最高。样品的最佳合成温度为600℃。当Eu~(3+)掺杂量为x=0.100时,NaCa_(1.9)Mg_2(VO_4)_3:0.1Eu~(3+)的色坐标(0.3242,0.3268)接近标准白光色坐标(0.333,0.333)。     

Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的近红外发光材料的制备及荧光性能

采用溶胶-凝胶法制备了系列近红外发光材料Y_(1.98-x)Yb_xEu_(0.02)O_3(其中x=0,0.01,0.02,0.04,0.06,0.10),并采用X射线衍射仪(XRD)、荧光光谱(PL)等测试方法、技术对样品的物相结构和发光特性进行了表征及测试.结果表明:Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的荧光粉中,Eu~(3+)和Yb~(3+)部分取代了Y~(3+),并占据其晶格位置,而对Y_2O_3的立方相晶体结构未产生显著影响;在466 nm波长(Eu~(3+)的特征激发峰)激发下,在可见光区及近红外光区可观察到较强的发射光谱,其中,Y_(1.94)Yb_(0.04)~(3+)Eu_(0.02)~(3+)O_3在近红外光区发光效率最高.采用溶胶-凝胶法制备出Eu~(3+)和Yb~(3+)掺杂的新型荧光材料,可将硅太阳能电池吸收较弱的高能光子转换成吸收较好的近红外光子,可有效解决太阳光谱与硅太阳能电池光电响应之间存在的光谱失配问题.     

结构相转变诱导的发光颜色可调和热稳定性增强的磷酸盐Ca_(10.5-x)Srx(PO_4)_7:Eu~(2+)荧光粉

文章采用高温固相法合成一系列发光颜色可调的Ca_(10.5-x)Srx(PO_4)_7:Eu~(2+)(0≤x≤8)荧光粉。利用X射线衍射、光致发光、热稳定等多个手段对Ca_(10.5-x)Srx(PO_4)_7:Eu~(2+)(0≤x≤8)荧光粉的晶体结构和发光性质进行了详细的研究。通过Sr~(2+)去部分替换基质中的Ca~(2+)离子,Ca_(10.5-x)Srx(PO_4)_7:Eu~(2+)荧光粉物相结构发生转变,空间群由物相1(0≤x≤4)的R3c转变为物相2(6≤x≤8)的R3m空间群。在近紫外光365 nm的激发下,该样品的发射光谱出现连续的红移,发射主峰从480 nm移动至575 nm,实现了从青光至黄光的连续调控。此外,随着Sr~(2+)浓度的增加,样品的热稳定得到了明显的提升。因此认为相邻原子替代为设计制备高热稳定性的荧光粉材料提供了思路。     

Zn~(2+)-Er~(3+)-Yb~(3+)共掺杂Y_2O_3上转换发光性质的研究

利用固相反应法制备了Zn~(2+)-Er~(3+)-Yb~(3+)共掺的Y2O3红色上转换荧光粉,研究了Zn~(2+)的掺杂量对上转换发光性质的影响.结果表明,上转换荧光强度随着Zn~(2+)掺杂量增加而增加.Zn~(2+)掺杂量为12%的样品的红光强度比无Zn~(2+)掺入的样品红光强度提高14倍.通过对光谱的分析,解释了上转换发光机理,并对上转换发光增强的原因进行了讨论.     

ASrPO_4:Eu~(3+)(A=Li,Na,K)中Li~+对Eu~(3+)发射光谱的双增强效应

为了提高白光LED的显色指数,开发新型近紫外光激发的红色荧光粉,采用传统的高温固相法合成了一系列的(ASr)1.00-xPO_4:Eu_x~(3+)(A=Li,Na,K)红色荧光粉样品。XRD结果表明,样品分别含有LiSrPO_4(PDF#14-0202),NaSrPO_4(PDF#33-1282)和KSrPO_4(PDF#87-1854)的晶相。对比研究Li~+,Na~+和K~+对样品荧光发射光谱(PL)的离子增强效应可知,随着Eu~(3+)掺杂浓度的增加,Li~+和Na~+对样品R值(R=I2/I1,I2及I1分别为Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2与~5D_0→~7F_1跃迁峰的强度)的增强效应也随之增强,而K~+则无此增强效应。3种碱金属离子中,Li~+的掺杂不仅使Eu~(3+)的发射光获得最大的强度,而且能够得到最大的R值(1.48)。3种类型荧光粉中Eu~(3+)的最佳掺杂浓度均为x=0.08,在最佳Eu~(3+)掺杂浓度下,样品(LiSr)0.92PO4:Eu_(0.08)~(3+)的色坐标为(0.63,0.37),其发射光最靠近纯红色,表明(LiSr)_(0.92)PO_4:Eu_(0.08)~(3+)荧光粉更适合作为近紫外—白光LED中的红光成分,具有巨大的应用价值。     

稀土离子掺杂硼酸铝荧光材料的制备及发光性能的研究

采用高温固相法,在900～1 300℃范围内煅烧3h,合成Eu~(3+)和Tb~(3+)离子掺杂的硼酸铝系列荧光粉。用X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计对合成样品进行物相结构和荧光性能表征。结果表明,在合成温度范围内,可得到两种不同结构的稀土离子掺杂硼酸铝荧光粉Al18-xMxB4O33和Al4-xMxB2O9(M=Eu、Tb),物相结构和稀土离子的掺杂浓度对样品的发光性能均有显著影响。     

稀土离子掺杂硼硅酸盐玻璃上转换发光性能研究

采用高温固相法分别合成了单掺铕、铕铒共掺、铕镱铒共掺以及铒钬共掺的硼硅酸盐玻璃,研究了掺杂离子的掺杂浓度对荧光强度的影响,并详细分析了不同离子掺杂的硼硅酸盐玻璃的上转换发光机理.在泵浦波长为978nm时,硼硅酸盐玻璃呈现橙红色光(590nm,Eu~(3+)的5 D0→7F1跃迁),红色光(610nm,Eu~(3+)的5 D0→7F1跃迁;695nm,Eu~(3+)的5 D0→7F4跃迁),绿色光(552nm,Ho~(3+)的5S2→5I8及Er~(3+)的4S3/2→4I15/2跃迁).研究表明:Er~(3+)作为激活剂,Eu~(3+)与Er~(3+)之间存在能量传递,Yb~(3+)做了敏化剂,增加了Er~(3+)的上转换发光效率,Ho~(3+)与Er~(3+)之间存在着能量传递.     

铽掺杂氟化钙纳米晶粒的制备及发光性能研究

利用LSS(Liquid-Solid-Solution)方法,通过改变稀土元素Tb~(3+)离子的掺杂浓度,制备了一系列晶粒尺寸小、形貌均匀的Tb~(3+)离子掺杂CaF_2纳米晶粒.采用透射电子显微镜(TEM)和X射线粉末衍射仪(XRD)表征制备样品的形貌和晶体结构;用光致发光光谱(PL)表征不同掺杂浓度下样品的发光性能.实验结果表明:所有样品均保持立方萤石结构,无其他杂质相.光致发光测试表明Tb~(3+)离子最佳掺杂浓度为10%;在325 nm波长激发下,在545 nm有最强绿光发光峰,杰出的荧光特性使Tb~(3+)离子掺杂CaF_2纳米晶粒在荧光标记应用中成为一种有前景的绿色荧光材料.     

MgB_4O_7∶Eu~(3+)的制备及其光致发光特性

使用溶胶凝胶法制备MgB_4O_7及Eu3+掺杂不同物质量浓度的MgB_4O_7∶Eu~(3+)红色发光材料,对其光致发光性能进行研究.结果表明:MgB_4O_7∶Eu~(3+)在近紫外及可见光范围内属于Eu~(3+)的f-f跃迁激发峰较强,最强激发峰位于383nm.MgB_4O_7基质在近紫外光激发时存在一个宽带的发射,其在400~650nm,与Eu3+的激发峰有重叠.通过对比MgB_4O_7∶Eu~(3+)的发射光谱证明存在基质向Eu~(3+)的能量传递过程,这使得在Eu~(3+)掺杂物质量分数0.5%时就获得较高的发光强度,说明MgB4O7∶Eu~(3+)可以作为近紫外光激发的光致发光材料而应用.     

Y^3＋,La^3＋对CaSO4：Eu^2＋发光性质的影响

用沉淀法合成了掺杂Y~(3 ),La~(3 )的CaSO_4:Eu~(2 )稀土发光材料,研究了材料的晶体结构和荧光光谱,根据实验结果,所制样品基本上属正交晶系、C_(2v)空间群,Eu离子在CaSO_4中的激发峰为基态到4f~65d(E_g),(T_(2g))激发态的跃迁;样品发射主峰位于383um,属于Eu~(2 )的~5P_(7/2)→~8S_(2/7)跃迁,说明样品中Eu离子主要以Eu~(2 )的形式存在。CaSO_4:RE(La,Y)本身没有荧光,Y~(3 ),La~(3 )掺入CaSO_4:Eu中未改变基质的晶型结构,但可增强CaSO_4:Eu中Eu~(2 )的荧光强度。     

GaN掺杂Er~(3+)纳米颗粒的电子结构及光学性能分析

采用Material Studio软件模拟GaN掺杂稀土元素Er⁽³⁺⁾浓度在6.25%下的晶格结构,分析了掺杂GaN的光学特性,结论表明,掺杂后的GaN具有较好的发光性能.同时,实验上用氨还原法制备了3组掺杂GaN∶Er(3+)浓度在6.25%下的晶格结构,分析了掺杂GaN的光学特性,结论表明,掺杂后的GaN具有较好的发光性能.同时,实验上用氨还原法制备了3组掺杂GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒.3组样品的X射线衍射结果均显示样品结构为六方纤锌矿结构,利用Scherrer公式,计算得到3组样品GaN∶Er(3+)纳米颗粒.3组样品的X射线衍射结果均显示样品结构为六方纤锌矿结构,利用Scherrer公式,计算得到3组样品GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒的平均晶粒大小为25.9nm;测量了3组样品的GaN∶Er(3+)纳米颗粒的平均晶粒大小为25.9nm;测量了3组样品的GaN∶Er⁽³⁺⁾纳米颗粒的室温光致发光谱,获得了样品在可见光区(位于375(3+)纳米颗粒的室温光致发光谱,获得了样品在可见光区(位于375⁶50nm)的3个发光峰并对3组样品进行分析比较,分析了样品520nm的激发光谱.由光致发光谱得到的3条发光峰表明所制备的GaN∶Er650nm)的3个发光峰并对3组样品进行分析比较,分析了样品520nm的激发光谱.由光致发光谱得到的3条发光峰表明所制备的GaN∶Er⁽³⁺⁾具有较好的光学性能.理论和实验上确定了稀土E(3+)具有较好的光学性能.理论和实验上确定了稀土E⁽³⁺⁾离子掺杂GaN纳米颗粒的较合适的掺杂浓度为6.25%.     

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。     

氯磷酸锶镧中Eu^2＋的发光

合成了La_xSr_(10-2x)Na_x(PO_4)_6Cl_2一系列样品。用X-射线衍射分析测定了它们的相关系和晶胞参数。实验表明在x<2.0区域内为单相区。这些样品的热稳定性好,不吸收360～700nm辐射。发光光谱研究表明Eu~(2+)在该基质中可以形成两种不同的发光中心Eu(Ⅰ)和Eu(Ⅱ),和这两个发光中心的发射峰强度最大值所对应的Eu~(3+)的浓度分别为0.04和0.05mol/mol基质。文中对发射峰值随温度改变而移位的现象作了简要的解释。