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.     

UiO66荧光微晶材料的制备及发光性能

采用浸渍法将镧系阳离子Ln~(3+)(Ln~(3+)为Eu~(3+),Tb~(3+))注入到UiO-66的孔道中获得荧光微晶材料,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)对样品进行表征,并通过荧光光谱测试(PL)研究样品的荧光性能。研究表明,这种荧光微晶材料(Ln~(3+)@UiO-66)的荧光具有可设计性以及可调性。结果显示,Eu~(3+)和Tb~(3+)共掺后,当Eu~(3+)的物质的量分数为45%,且Eu~(3+)浓度为0.1mmol/L时,所得到的Ln~(3+)@UiO-66在波长为304nm的紫外光源照射下出现较强的白光发射,色坐标为(0.333 5,0.325 5),与标准白光光源(0.333,0.333)十分接近。这表明Eu~(3+)和Tb~(3+)共掺的Ln~(3+)@UiO-66荧光微晶材料在白光发射二极管(WLED)领域中具有广阔的应用前景。     

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。     

周期性银微纳结构对微晶玻璃Na_3YSi_3O_9∶Tb~(3+)发光强度的影响

通过熔融法制备微晶玻璃Na_3YSi_3O_9∶Tb~(3+),再利用自组装在其表面制备一种周期性微纳结构的银。通过X-射线衍射仪(XRD)确定微晶玻璃的物相并借助原子力显微镜(AFM)对微纳结构的银形貌进行观察。采用荧光光度仪测试样品的阴极射线发光性能并讨论其发光机理。结果表明:微晶玻璃Na_3YSi_3O_9∶Tb~(3+)表面形成具有周期性凹凸结构的纳米银(周期400 nm,高度30 nm)。周期性微纳银的形成并未改变微晶玻璃Na_3YSi_3O_9∶Tb~(3+)的发光位置,其中,主波长仍为547 nm,对应于Tb~(3+)的5D4→7F5特征跃迁,但发光强度明显提高,增强因子可达8.6倍以上,这是由于阴极射线发光机理的改变造成的。随着电压和电流的增加,样品的增强因子逐渐增加,其中,电压对增强因子的影响明显大于电流的影响。     

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。     

在Sr_3Ca_2(PO_4)_3Cl基质中Tb~(3+)和Dy~(3+)的发光及Ce~(3+)对它们的敏化作用

本文用高温固相扩散法合成了试样。研究了在Sr_3Ca_2(PO_4)_3Cl基质中,Tb~(3+)和Dy~(3+)离子的发光性质;Ce~(3+)对Tb~(3+)和Dy~(3+)离子发光的敏化作用;计算了Ce~(3+)→Tb~(3+)和Ce~(3+)→Dy~(3+)的能量传递效率;初步探讨了Ce~(3+)→Tb~(2+)和Ce~(3+)→Dy~(3+)之间的能量传递机理。     

应用于玻璃温室大棚的Eu/Mn/Sm三掺磷酸盐玻璃陶瓷的荧光性能研究

为了探索高效的应用于玻璃大棚的荧光材料,我们制备了一系列掺杂Eu~(3+)、Mn~(2+)和Sm~(3+)离子的磷酸盐玻璃陶瓷.通过详细分析样品的光致发光光谱,我们发现:在氙灯激发下,Eu~(3+)/Mn~(2+)/Sm~(3+)三掺磷酸盐玻璃陶瓷通过吸收紫外光和蓝绿光,能发射强的红橙光.Eu~(3+)/Mn~(2+)/Sm~(3+)三掺样品展示了宽的光谱吸收带和高效的发光强度,它有望应用于光学玻璃大棚.     

Ce^3＋-Tb^3＋共掺的含NaLuF4纳米晶的氟氧化物微晶玻璃荧光的特性

采用传统的熔融淬冷法在空气气氛下成功制备了Ce^3＋-Tb^3＋共掺的含有新型立方相Na Lu F4纳米晶的微晶玻璃.通过XRD分析可知微晶玻璃中析出的是与立方相Na YF4同构的新型立方相Na Lu F4纳米晶.利用TEM观察到纳米晶粒均匀地分布在玻璃基质中,大小约为20 nm.利用荧光光谱及寿命曲线系统地研究了样品的荧光特性.在315 nm近紫外光激发下,通过有效的能量传递,在Ce^3＋-Tb^3＋共掺样品中不仅得到了Ce^3＋的近紫外光发射,还得到了Tb^3＋的黄绿光发射.另外,析晶之后,共掺样品的发光强度得到了增强,这可以归因于部分稀土离子进入到了析出的立方相Na Lu F4纳米晶中.研究结果表明,该微晶玻璃是一种优异的发光基质材料,在光电子领域中具有潜在的应用价值.     

晶核剂对MgO-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃析晶的影响

目的研究单掺和复掺晶核剂条件下主晶相为堇青石的Mg O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃的析晶性能.方法以工业级化学试剂为主要原料,采用熔融法制备了Mg O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃.运用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试手段进行析晶分析.结果 TiO_2和ZrO_2单掺和复掺均有利于微晶玻璃析晶过程的进行,但并不会改变微晶玻璃主、次晶相的种类,主晶相为α-堇青石,次晶相为镁铝钛酸盐.随着ZrO_2含量的增加,析晶温度、析晶活化能逐渐降低,动力学析晶参数逐渐升高;随着TiO_2含量的增加,析晶温度、析晶活化能先降低后升高,动力学析晶参数先升高后降低.结论 TiO_2和ZrO_2均可作为Mg O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的晶核剂,TiO_2较ZrO_2更有利于促进Mg O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的析晶,且析出的晶体数量更多,柱状的α-堇青石晶体形态更为完整.当TiO_2和ZrO_2复掺时,最有利于促进体系析晶.     

Eu~(3+),Tb~(3+)共掺杂LaSrAl_3O_7荧光粉结构与发光性能研究

采用凝胶-燃烧法合成LaSrAl_3O_7:x%Eu~(3+),y%Tb~(3+)系列荧光粉.利用X射线粉末衍射、激发光谱、发射光谱等对该荧光粉组成,发光性能进行研究.结果表明:在LaSrAl_3O_7:x%Eu~(3+)激发光谱和LaSrAl_3O_7:y%Tb~(3+)发射光谱中存在一定的重叠部分,因此LaSrAl_3O_7基质中Eu~(3+)和Tb~(3+)之间可能存在能量传递;在267 nm紫外光激发下,在LaSrAl_3O_7:x%Eu~(3+),y%Tb~(3+)的发射光谱中同时出现Eu~(3+)和Tb~(3+)的特征峰,固定Tb~(3+)的含量调节Eu~(3+)的掺杂量,随着Tb~(3+)的发射峰强度逐渐减弱,而Eu~(3+)的发射峰强度逐渐增强,能量传递效果越来越显著,从而使LaSrAl_3O_7:x%Eu~(3+),y%Tb~(3+)荧光粉发光颜色由绿色向白色变化,白色再到橙色,得出系列发射白光的荧光粉,通过控制Eu~(3+)和Tb~(3+)的比例,Eu~(3+)调控范围在4%～8%实现其荧光粉白光发射.LaSrAl_3O_7:x%Eu~(3+),y%Tb~(3+)有望成为白光发光材料,并具有潜在的应用价值.     

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.     

Pr3+-Yb3+共掺氟氧化物微晶玻璃的显微结构及发光性能

制备了Pr2+-Yb2+共掺SiO2-AlO3-Na2O-CaF2体系玻璃,并通过优化热处理工艺获得了透明氟氧化物微晶玻璃.运用动力学方法分析了系统玻璃的析晶机制,探讨了热处理温度、玻璃析晶行为和显微结构的关系.采用XRD和SEM等方法研究了CaF2纳米晶的形成,晶粒大小为30 nm,且稀土离子进入CaF2纳米晶中,形...     

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.     

纯相CaAl_4O_7:Tb~(3+)(Sm~(3+))的自蔓延燃烧合成及光致发光特性

用自蔓延燃烧合成(SPCS)技术制备CaAl_4O_7∶Tb~(3+)和CaAl4O7∶Sm~(3+)两种荧光材料,并通过X射线衍射(XRD)、Fourier变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射谱(UV-Vis DRS)等方法考察两种荧光材料的结构、形貌及光吸收性质.结果表明:SPCS技术可显著降低合成温度;样品的结晶度较好,Tb~(3+)和Sm~(3+)掺杂后,未改变CaAl_4O_7的单斜晶系结构与空间群特征,但使晶格轻微畸变且使其吸收主峰和吸收带边红移;CaAl_4O_7∶Tb~(3+)和CaAl_4O_7∶Sm~(3+)分别发射特征绿光和粉红光,其激发光谱和发射光谱均呈较精细的结构特征.     

水溶性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4核壳纳米颗粒的上转换荧光增强

利用酸洗改性对共沉淀法制得的油性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒进行改性处理,获得水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒.表征了制得样品的形貌和上转换荧光特性.结果表明制得的样品分散性好,形貌均一.在相同掺杂浓度和溶液浓度下,水性β-NaYF_4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF4纳米颗粒溶液的上转换荧光强度比油性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4和水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)纳米颗粒溶液的双光子上转换荧光分别增强了1.1倍和37倍,三光子上转换荧光分别增强了1.5倍和3.9倍.水性β-NaYF4:Yb~(3+),Tb~(3+)@β-NaYF_4纳米颗粒外层存在隔离壳层,导致改性处理既去除了油酸又获得较强的上转换荧光.     

氧氟微晶玻璃中稀土离子分布对红外发光性能的影响研究

探索氧氟微晶玻璃中氟化物纳米晶内稀土离子的分布状态及调控方法,对实现稀土离子的高效红外辐射发光具有重要意义。实验制备了含PbF_2:Er~(3+)纳米晶的微晶玻璃,采用X射线衍射、高分辨透射电镜以及电子能量损失谱等方法证明,微晶玻璃中大部分稀土离子富集到PbF_2纳米晶体中,并且氟化物纳米晶中稀土离子分布不均匀,存在富集相。在此基础上,采用共掺光学惰性Y~(3+)的方法调控氧氟微晶玻璃氟化物纳米晶中活性稀土离子的分布状态,发光性能测试显示氟化物纳米晶中活性稀土离子的富集与团簇被有效抑制,Er~(3+)离子在2.73μm波段、Tm~(3+)离子在1.47μm波段、Ho~(3+)离子在1.2μm波段的发光显著增强。     

粉体粒度对K2O-Al2O3-SiO2系微晶玻璃析晶动力学的影响

采用烧结法制备了K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃.研究了不同粒度分布的玻璃粉对K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的析晶及对其性能的影响,进而优化制备K_2O-Al_2O_3-SiO_2系微晶玻璃的粉体粒度.结果表明:玻璃粉体的细化有利于析晶,玻璃粉体平均粒径从38.09μm减小到1.80μm时,微晶玻璃的析晶温度从913.9℃降低至869.9℃.析晶活化能从320.5kJ/mol减小至234.7kJ/mol.微晶玻璃的析出晶相均为白榴石,玻璃粉体平均粒径为6.30μm时,微晶玻璃的微观结构较为均匀,密度为2.45g·cm~(-3),抗弯强度为74.93 MPa,热膨胀系数为14.32×10~(-6) K~(-1).     

B_2O_3-TiO_2掺杂堇青石微晶玻璃制备及其晶化行为

按照堇青石化学计量配比,掺杂B2O3-TiO2,采用溶胶-凝胶法配合回流制备了以α-堇青石为主晶相的微晶玻璃.利用差热分析、X射线衍射、扫描电镜等测试手段,对该玻璃样品的晶化过程进行了试验观察,探讨了B2O3-TiO2在堇青石基微晶玻璃晶化过程中的作用.结果表明:样品在从无定形态到堇青石微晶玻璃的转变过程中,过渡相为镁铝尖晶石和β-石英固溶体,该结果说明B2O3起到了抑制μ-堇青石形成的作用.另外,TiO2作为形核剂,通过先在玻璃相中形成富钛小液滴来诱导非均匀成核,从而促进α-堇青石析晶.断面扫描电镜图像显示所得微晶玻璃为整体析晶.     

铽离子在氯磷酸锶镧中的发光和铈对它的敏化发光

本文报道了Tb~(3+)在氯磷酸锶镧中的发光性质、浓度猝灭和Ce~(3+)对Tb~(3+)的敏化发光。实验表明在该基质中Ce~(3+)对Tb~(3+)有良好的敏化作用。文中探讨了Ce~(3+)→Tb~(3+)的能量传递机理,证明为偶极子-偶极子相互作用的共振能量传递。     

Tb3+/Sm3+共掺杂荧光粉K3Gd3B4O12的制备和多色发光性能研究

通过高温固相法制备了一系列K_3Gd_3B_4O_(12):xTb~(3+)(x=0.4-1.0),K_3Gd_3B_4O_(12):0.8Tb~(3+),ySm~(3+)(y=0.02-0.8)和K_3Gd_3B_4O_(12):0.1Sm~(3+)荧光材料.并对它们的结构、形貌和发光性能进行了系统研究,并通过荧光光谱对Tb~(3+)到Sm~(3+)的能量转移进行验证分析.另一方面,我们通过固定Tb~(3+)的含量,控制Sm~(3+)的掺杂量,可以得到从绿光、黄光、橙色光的发射.因此,K_3Gd_3B_4O_(12):0.8Tb~(3+),ySm~(3+)(y=0.02-0.8)材料可作为多色荧光粉在白光LED方面有着潜在的应用前景.