Eu, Dy共掺SiO2单一基质三基色白光发光材料

用溶胶-凝胶技术制备了Eu, Dy共掺杂SiO2基质三基色白光干凝胶发光材料, 在室温紫外激光波长激发下样品的发射光谱分别在618, 573和400~500 nm处同时出现了强的红、绿、蓝三色发射. 利用FT-IR, TGA-DSC, PL光谱等现代分析技术, 对发光材料的微观结构进行了表征, 研究了退火温度、退火时间、干燥气氛、基质成分等制备工艺对其发光性能的影响. Eu³⁺对应的红光750℃时发光最强, 700℃退火样品开始出现蓝光, 900℃蓝光最强. 退火最佳保温时间为2 h. 真空干燥样品在较低温度下Eu³⁺更容易还原成Eu²⁺; TGA-DSC分析表明, 真空气氛干燥样品形成稳定网络结构的温度低于空气气氛干燥样品. 4种基质干凝胶850℃退火样品的光谱只有SA, SAB基质中有蓝光发射, 且SAB基质中的蓝光强于SA基质, 分析认为在SAB基质中, 由于氧化硼、碱土氧化物与氧化铝可能形成共熔相, 可稳定发光中心及网络结构, 从而提高发光亮度.     

Eu, Tb共掺SiO2凝胶基质三基色荧光体系

利用溶胶-凝胶技术制备了Eu, Tb共掺杂SiO₂基质三基色荧光体系, 样品的发射光谱在618, 543, 350~500 nm处同时出现了红、绿、蓝三色发射, 表明Eu³⁺, Eu²⁺和Tb³⁺三种离子共存于同一基质中, 与Eu单掺样品的发射光谱比较, 共掺样品中Eu²⁺的蓝色发光显著增强, 说明在SiO₂基质中Eu³⁺和Tb³⁺之间可能发生电子转移. 考察了退火温度和Tb浓度对样品发光光谱的影响, 确定了Tb的最佳掺杂浓度为0.2%, 最佳退火温度为850℃. 发现在600℃退火时, 在SiO₂基质中存在着Tb³⁺对Eu³⁺的敏化作用, 当Tb³⁺浓度为0.2%时, Eu, Tb共掺样品中Eu³⁺的发光强度是Eu单掺的4倍多, 这归因于Tb³⁺→Eu³⁺离子的能量传递作用.     

快速热处理多孔硅的蓝光发射

对多孔硅样品进行了各种气氛下(氮气、氩气、氧气和空气)的快速热处理(rapid thermal process, RTP). 测试了RTP处理前和处理后多孔硅样品的光致发光(PL)谱和傅里叶变换红外光谱(FTIR). 在400℃以上RTP处理后的多孔硅样品的PL谱中有4个蓝光发射峰. 峰的位置不随RTP处理温度和气氛改变而变化. 由于RTP处理的氧化作用, 减小了多孔硅中纳米硅粒的尺寸, 使得PL谱中出现蓝光发射峰. 从理论计算可以估算出硅粒尺寸和发光峰位置的关系, 而且只有特定尺寸的硅粒才有可能出现, 因此 PL谱的峰的位置不随RTP温度和气氛而改变.     

受限条件下玻璃基质中LaF_3微晶生长机理的光谱学探究

利用高温熔融法制备了Eu3+掺杂的45SiO2-25Al2O3-18Na2O-9.5LaF3玻璃,并将基础玻璃在可控条件下进行晶化热处理后获得了性能良好的玻璃陶瓷.通过XRD,TEM和光谱学手段对玻璃陶瓷进行了表征,结果表明晶化热处理后,LaF3纳米晶体从原有单一的玻璃相中析出,晶粒大小约为25 nm.Eu3+掺杂玻璃陶瓷、纳米晶体和玻璃3种基质的光谱分析及XRD结果证明稀土离子进入到LaF3纳米晶体中并计算出在其中富集的比例.进一步利用源自于Eu3+离子的发射谱和激发谱研究了退火温度和前驱物中重金属离子对玻璃网络结构中LaF3纳米晶体生长影响的机理,为玻璃陶瓷的人工设计合成提供了理论支持.     

SiO2薄膜注Si^＋后的蓝光发射

由于成熟的硅平面工艺已使硅成为目前不可取代的最重要的半导体材料,因此为了实现未来的硅基光电子集成,硅基发光材料正成为研究热点.广泛应用于硅集成电路中的SiO_2.薄膜有可能成为一种硅基发光材料.最近有人采用高注入能量在硅基SiO_2.薄膜中注入高剂量Si~+,获得了约为2.0eV的光致发光.假如SiO_2薄膜还可以发射绿光和蓝光,则为全色显示提供了必要条件.虽然某些SiO_2块体材料在低温下存在～2.7eV的光致蓝光峰,但有人报道SiO_2薄膜中不存在～2.7eV的蓝光发射.我们采用离子注     

四针状纳米ZnO场发射性能及H2热处理效应

通过热蒸发反应沉积的方法制备了大面积的四针状ZnO纳米结构材料. 四针状纳米结构具有细小的尖端尺寸, 为六方纤锌矿晶体结构. 在不同极间距下测试了样品的场发射性能, 其开启电场约为3.7 V/μm, 并利用Fowler-Nordheim方程对场发射特征进行了分析. 进一步采用在H2气氛中退火的方法优化了四针状纳米ZnO材料的场发射性能, 降低了开启电压. 研究结果表明, 四针状纳米ZnO体现出较低的开启电压和高的发射电流密度, 是具有广泛应用前景的冷阴极场发射材料.     

CaLaGa3O7:Dy3+荧光粉的光致和阴极射线发光性能

采用化学共沉淀法制备单一基质CaLaGa3O7:Dy3+白色荧光粉,借助场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscopy,FE-SEM),X-射线衍射(X-ray diffraction,XRD),激光粒度仪,光致发光(photoluminescence,PL)和阴极射线发光(cathodoluminescence,CL)光谱对其结构和光学性能进行研究.结果表明,样品由一些黏结在一起的近球形颗粒组成,有轻微的团聚现象,平均粒径约为1.0?m.Dy3+离子作为发光中心取代CaLaGa3O7晶格中的La3+离子,其对称格位为Cs.在紫外光和低压电子束的激发下,CaLaGa3O7:Dy3+荧光粉表现出Dy3+的特征发射(4F9/2-6H15/2跃迁和4F9/2-6H13/2跃迁),其最强发射峰为573nm(黄光).样品的色坐标均位于白光区域,并讨论了发光机理.此荧光粉可被应用于场发射显示器(field emission displays,FEDs)和白光发光二极管(light-emitting diodes,LED)中.     

Eu2+, Tb3+共掺杂3/2-莫来石发光特性及Eu2+®Tb3+的能量传递

采用高温固相法在还原气氛下合成了3Al₂O₃·2SiO₂:Eu²⁺,Tb³⁺莫来石发光材料, 通过荧光光谱分析探讨了发光特性及Eu, Tb之间的能量转移过程. 研究结果表明, Tb³⁺的主发射峰由⁵D₄→⁷FJ (J = 4~6)跃迁产生; 当Eu²⁺和Tb³⁺共存于3/2-莫来石基质中时, Eu²⁺对Tb³⁺具有很强的敏化作用, Eu²⁺通过电多极相互作用将能量传递给Tb³⁺, 使得Tb³⁺的特征发射显著增强, 其临界传递距离R₀为0.9 nm. 与Tb单掺杂时的莫来石样品相比, Eu, Tb共掺杂的3/2-莫来石荧光体的绿色发射得到极大的提高, 最佳配比为3Al₂O₃·2SiO₂:0.05Eu, 0.05Tb.     

Al2O3-B2O3-Ce2O3体系中Ce3+的光谱特性与基质的相关性

在Al2 O3_B2 O3_Ce2 O3体系中 ,于 12 0 0～ 140 0℃的温度范围内 ,合成了一系列不同配比 (Al/B比从 4 5～ 2变化 )磷光体 .研究了它们的结构和光谱特性之间的相关性 .发现随着基质配比Al/B从 4 5～ 2的变化 ,基质结构发生明显的变化 .这种变化导致光谱特性的巨大变化 ,表明铈离子晶场环境的变化 ,随着配比的变化 ,激发与发射峰向短波方向移动 .在合适的配比下 ,可以获得新型的稀土发光材料     

多孔硅注入稀土离子Eu~(3+)对发光的影响

发光多孔硅材料的研究作为21世纪的关键新技术而受到重视,因为可用便宜而且工艺成熟的硅材料制备发光器件,实现全硅光电子集成.由于硅是当今应用最广泛的半导体材料之一,尤其是在大规模集成电路中的应用,如果能实现多孔硅发光的应用,将给光电子行业带来难以估量的影响,现在多孔硅已实现了红、绿、蓝光的发射,电致发光也已实现,使多孔硅向实用化迈出了一大步.     

Ge-SiO_2薄膜的光致发光及其机制

采用射频磁控溅射复合靶技术制备了Ge-SiO2薄膜. 薄膜在N2的保护下进行了不同温度的退火处理. 根据X射线衍射(XRD)谱估算了Ge纳米晶粒的平均尺寸. 经600～1000℃退火, Ge纳米晶粒的平均尺寸从3.9 nm增至6.1 nm. 在紫外光的激发下, 所有样品都发出很强的394 nm的紫光. 随着Ge纳米晶粒的出现, 样品有580 nm的黄光发出, 其强度随着晶粒的增大而增强. 对于经不同温度退火的样品, 这两个波段的峰位都保持不变. 根据分析结果对光致发光的机制进行了讨论.     

硅酸盐基质白光LED用宽激发带发光材料研究进展

简要评述了近年来碱土金属硅酸盐基质白光LED用宽激发带发光材料的研究结果与最近进展, 其中富Sr相的(Sr, Ba, Ca, Mg)₂SiO₄:Eu²⁺和(Sr, Ba, Ca, Mg) ₃SiO₅:Eu²⁺具有很宽的激发带, 对450~480 nm的蓝光有很强的吸收, 分别呈现绿色和橙红色发光, 是一种高效的蓝光LED芯片用白光LED发光材料, 其封装发光效率达到70~80 lm/W, 色温4600~11000 K, 可以达到同样芯片封装YAG:Ce的95%~105%. 而三元碱土金属硅酸盐基质MO(M=Sr, Ca, Ba)-Mg(Zn)O-SiO₂发光材料在蓝紫光区(370~440 nm)有较强的激发性能, 能实现红、绿、蓝三色发光, 可应用于蓝紫光/紫外光LED芯片, 具有很高的显色性能, 可以避免不同体系基质材料混用造成的应用困难. 同时, 对该材料及其应用的研究现状和发展方向也进行了分析.     

溶液加工型蒽类树枝状深蓝光材料的合成与表征

采用9,10-二苯蒽(DPA)作为中心核,一代至三代齐聚咔唑作为外围树枝,设计合成了一系列溶液加工型树枝状深蓝光荧光材料Ent1,Ent2和Ent3.不同于DPA容易在膜态下形成结晶,Ent1~Ent3均具有良好的热稳定性和形态稳定性,玻璃化转变温度高达194~371℃.同时,咔唑树枝的引入,有效地抑制了分子间的相互作用,使得膜态下荧光量子效率从Ent1的46%提高至Ent2的52%和Ent3的67%.通过旋涂工艺制备了深蓝光非掺杂器件,发现第二代树枝状荧光材料Ent2表现出最优器件性能,发光效率为2.63 cd/A,色坐标CIE_((x,y))为(0.16,0.10).     

聚合物蓝光发光二极管

由化合物半导体制备的发光二极管(Light-emitting diodes,LEDs)和激光管(Laserdiodes,LDs)目前已达到了相当成熟的水平,但在生产工艺和器件特性方面仍存在某些问题,蓝光波段发光就是无机半导体LEDs的空白.虽然作为1992年光电子领域的重大发现,利用Ⅱ—IV族化合物半导体材料已实现了蓝光发射,但目前的器件一般在低温下操作,且寿命较短,距实用化还有相当距离.与此同时,有机材料LEDs在实现多色及大面积显示方面     

CeO2纳米晶的制备及其在电化学上的应用

纳米材料的合成、结构功能特性及其应用的研究成为人们共同关注的前沿课题.CeO_2是一种廉价而用途极广的材料,如用于发光材料、催化剂、电子陶瓷等.细胞色素c是一种含血红素的金属蛋白质分子,通过对其电化学行为的研究,为认识生物体内的电子传递反应机理和能量转换提供有用信息,对于揭示生命现象的本质具有重大意义.细胞色素c在裸金电极上是极不可逆的,现已发现了加速其可逆反应的多种促进剂,对其电化学反应机理也进行了深入的讨论.本文用溶胶-凝胶法合成了CeO_2纳米晶;将CeO_2纳米晶修饰在金电极上研究了细胞色素c的电子传递反应,发现CeO_2纳米晶是一种良好的促进剂.1 样品的制备与测试称取一定量草酸铈(GR),用蒸馏水调成浆状,滴加浓HNO_3(GR)和H_2O_2(AR),完全溶解后加入柠檬酸(GR),于50～70℃时缓慢蒸发形成溶胶,继续加热有大量气泡产生,并有白色凝胶形成,体积膨胀,有大量棕色烟放出.将凝胶于120℃干燥12h,得到淡黄色干凝胶,将其在不同温度下进行热处理,即得到CeO_2纳米晶.用日本理学D/MAX-IIB型X射线衍射仪进行结构分析;用H-600型透射电子显微镜进行粒子形貌分析和大小测定;用BET法测比表面积.     

新型Fe_3O_4@MoO_3@GdF_3:Eu~(3+)磁-光双模态成像材料的合成及性能

针对现有磁-光双模态成像材料灵敏度低与穿透深度不足的缺陷,通过引入局域表面等离子体共振(LSPR)效应的隔层的方法,成功制备了新型Fe_3O_4@MoO_3@GdF_3:Eu~(3+)磁-光双模态成像材料. XRD分析结果表明, Fe_3O_4表面逐层包覆上了结晶良好的单斜晶系的MoO_3和正交晶系的GdF3:Eu3+纳米晶.荧光光谱分析表明,该材料具有良好的发光性,以593 nm附近的5D0→7F1磁偶极跃迁为最强发射峰.而该材料的磁饱和强度仍为25.9 emu/g. MTT和MRI分析结果表明, Fe_3O_4@MoO_3@GdF_3:Eu~(3+)磁-光双模态成像材料具有低毒性和较好的核磁共振成像效果.该方法将解决磁-光双模态成像材料性能方面的瓶颈问题,为推进该类材料在肿瘤精准诊疗和光学共聚焦显微技术中的应用提供理论依据和实验基础.     

利用NO2的分解在Au(997)表面制备吸附氧原子

利用以同步辐射光为激发光源的高分辨光电子能谱研究了NO₂与Au(997)单晶表面的相互作用. 芯能级和价带光电子发射结果都表明170 K低温条件下, 低暴露量时NO₂在Au(997)表面上发生分解, 形成NO(a)和O(a)的共吸附表面物种. 当样品在300 K退火时, NO(a)发生脱附, 而O(a)依然吸附在Au(997)表面上. 退火温度升至750 K时, 表面上O(a)的信号完全消失. 结果表明, 在超高真空条件下, 利用NO₂的热分解是在Au(997)表面上制备原子氧吸附物种的有效方法.     

含氢a-Si:H/SiO2多层膜的蓝光发射及其发光机理研究

在等离子体增强化学气相淀积(PECVD)系统中, 采用a-Si:H层淀积与原位等离子体氧化相结合逐层生长的方法成功制备了一个系列的不同a-Si:H子层厚度的含氢a-Si:H/SiO₂多层膜, 在室温下用肉眼观察到了较强的光致蓝光发射, 与此同时还观察到其发光峰峰位和吸收边随a-Si:H子层厚度的减小而逐渐蓝移. 对a-Si:H/SiO₂多层膜的蓝光发射机制及氢的作用进行了分析和讨论.     

Ge-SiO2薄膜的光致发光及其机制

采用射频磁控溅射复合靶技术制备了Ge-SiO2薄膜。薄膜在N2的保护下进行了不同温度的退火处理。根据X射线衍射（XRD）谱估算了Ge纳米晶粒的平均尺寸。经600-1000℃退火,Ge纳米晶粒的平均尺寸从3.9nm增至6.1nm。在紫外光的激发下,所有样品都发出很强的394nm的紫光。随着Ge纳米晶粒的出现,样品的580nm的黄光发出,其强度随着晶粒的增大而增强。对于经不同温度退火的样品,这两个波段的峰位都保持不变。根据分析结果对光致发光的机制进行了讨论。     

上转换发光纳米材料在生物成像中应用的研究进展

稀土上转换发光纳米材料是一类利用近红外光激发而短波长发射的荧光材料, 因其具有发光性质稳定、无光漂白现象、弱的生物样品损伤和高荧光信噪比等优点, 在荧光成像中可弥补传统荧光标记材料的不足而发挥重要作用. 本文重点介绍上转换发光纳米材料在生物成像中应用的进展.