基质掺杂离子对(Y,Rn)2O2S:Sm3+,Ti4+,Mg2+(Rn=La,Gd,Lu,Ga,Al)红色长余辉材料余辉性能的影响

采用高温固相法制备了基质掺杂的(Y,Rn)2O2S:Sm3 ,Ti4 ,Mg2 (Rn=La,Gd,Lu,Ga,Al)红色长余辉材料,主峰均为4G5/2→6H7/2跃迁的红橙色光发射,不受基质掺杂的影响.余辉性能测试表明掺杂离子半径对余辉性能具有重要的影响:单掺时,与Y3 半径相近并略小时样品的余辉时间有正增长;双离子共掺时均为小半径的掺杂对余辉性能有显著的提高,其中之一半径较大时即具有负效应.并对可能存在的机理进行了初步探讨.     

不同基质和稀土含量对SrAl2O4:Eu2+,Dy3+材料余辉特性的影响

用高温固相法在还原气氛中制备了SrAl2O4:Eu2+,Dy3+长余辉发光材料,测得了其晶体结构、激发光谱和发射光谱.在所知的最佳激发条件下,给材料以一定的辐照剂量后,测得了不同基质浓度、不同稀土掺杂浓度时的热释光谱,并计算了相应的陷阱能级深度.结合不同样品的余辉衰减曲线和热释光曲线进行分析,发现Dy+掺入量的变化对材料的余辉性能影响很大,而作为基质的铝离子,其浓度在一定范围内的变化对材料的余辉性能影响不大.这与Matsuzawa等人所提出的该材料的余辉机理模型相符.     

掺杂离子对Y_2O_2S:Eu红色长余辉材料发光性能的影响

采用高温固相法制备了Y2O2S:Eu3+,Si4+,Zn2+红色长余辉发光材料。通过发射光谱、XRD、余辉衰减曲线和热释光谱的测量,研究了在Y2O2S:Eu体系中掺杂Si4+,Zn2+离子对荧光体的发光与长余辉特性的影响。结果表明,Si4+,Zn2+离子的掺杂不影响发射光谱和晶体结构,但显著地影响材料的长余辉特性。当Si4+,Zn2+离子摩尔含量为0.06mol,并且Zn2+和Si4+的摩尔比为1:1时,样品的发光亮度最高,而且它的余辉衰减时间也最长。根据实验结果,探讨了Y2O2S:Eu体系荧光体的长余辉发光机理.     

红色长余辉发光材料的燃烧合成与性能

采用燃烧法合成了新型红色长余辉发光材料Y2O3：Eu^3＋,Ca^2＋,Ti^4＋．用X射线衍射仪表征了其结构,用荧光光谱仪测试了激发与发射光谱．XRD证实样品为立方相的Y2O3．随着激活剂Eu^3＋掺杂浓度的增加,样品的激发光谱明显红移．讨论了尿素用量与Eu^3＋掺杂浓度对余辉性能的影响;结果表明,当尿素／硝酸盐=1．5（重量比）、Eu^3＋掺杂浓度为5％ mol时余辉效果最好．该样品经紫外线激发后,在暗室里肉眼观察到的红色余辉长达90min．     

Zn_2SiO_4∶Ga蓝紫色长余辉的发光特性

在高温下合成了Zn2SiO4长余辉发光材料;对掺杂Ga后的Zn2SiO4长余辉发光材料的激发光谱、发射光谱、余辉光谱以及衰减曲线进行分析,指出该材料基质中氧缺陷能级和锌缺陷能级是材料的发光中心;掺杂Ga后的GaZn能级能吸收光子,同时能储存电子,停止激发后,储存的电子缓慢释放,从而产生长余辉发光;同时分析了不同Ga掺杂质量分数对发光强度的影响,指出掺杂质量分数为2%时的发光效果最好;并提出了一个材料发光及长余辉发光模型.     

燃烧法合成长余辉材料CaWO4:Eu3+及其发光性能

为探索用燃烧法合成掺加SiO2的长余辉材料CaWO4∶Eu3 ,以H3BO3为助熔剂,NH4NO3为氧化剂,柠檬酸(CA)为还原剂,掺加正硅酸乙酯(TEOS),研究了NH4NO3,柠檬酸,TEOS的最佳添加量及其对长余辉发光材料的发光性能的影响.使用X射线衍射仪,荧光/磷光发光分光光度计测试了其晶相,激发和发射光谱以及发光强度.X射线衍射检测结果表明:在500℃时得到CaWO4∶Eu3 长余辉材料,800℃的发光效果相对最好.荧光/磷光发光分光光度计检测结果表明:最佳摩尔比nCa2 ∶nCA∶nNH4NO3∶nTEOS是1∶2.75∶20.63∶5.添加TEOS能显著提高CaWO4∶Eu3 的发光性能.     

CaTiO3:Pr3 红色磷光体余辉性能的改进

采用高温固相法制备了CaTiO3:Pr3 ,X3 (X3 ＝Gd3 ,Dy3 ,Tb3 ,Eu3 )红色长余辉发光材料,对其余辉衰减曲线、激发光谱、发射光谱和X射线衍射谱进行了测试与分析讨论.就余辉衰减曲线来看,除Gd3 外,其余3种离子对余辉性能均有一定程度的改善.激发光谱为一宽带谱,共掺杂后主、次激发峰发生红移,在458,478,482 nm和496 nm处的激发光谱强度大大增强.发射光谱是峰值位于614 nm的窄带谱,对应于Pr3 的1D2-3H4的跃迁发射.X射线粉末衍射的结果表明该磷光体为CaTiO3结构,共掺杂的稀土离子并未对基质晶格产生较大影响.     

Ti4+的掺入对Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+陷阱分布和余辉性能的影响

用高温固相法制备了不同Ti4+掺杂量的红色长余辉材料Y2O2S:Eu3+,Mg2+,Ti4+,其X射线衍射分析、发射光谱和激发光谱均不受Ti4+掺杂量改变的影响.测量了Ti4+掺杂量不同的样品的热释光谱,随着Ti4+掺杂量的增加,热释光的峰值强度先增强后减弱,有了很大的变化;用PeakFit软件以一般阶动力学模型对Ti与Y2O2S的物质的量比分别为0.5%,2.5%和8.0%的样品进行了热释光曲线拟合,得出了它的单峰曲线并计算了与其对应的陷阱参数.陷阱分布表明:当Ti掺杂量为2.5%时,有利于合适深度陷阱的大量形成,从而使材料的发光和余辉性能得到了很大的提高.     

Zn2SiO4:Ga蓝紫色长余辉的发光特性

在高温下合成了Zn2SiO4长余辉发光材料；对掺杂Ga后的Zn2SiO4长余辉发光材料的激发光谱、发射光谱、余辉光谱以及衰减曲线进行分析，指出该材料基质中氧缺陷能级和锌缺陷能级是材料的发光中心；掺杂Ga后的GaZn能级能吸收光子，同时能储存电子，停止激发后，储存的电子缓慢释放，从而产生长余辉发光；同时分析了不同Ga掺杂质量分数对发光强度的影响，指出掺杂质量分数为2％时的发光效果最好；并提出了一个材料发光及长余辉发光模型．     

混合元素掺杂对Sr_2MgSi_2O_7蓝色长余辉发光材料的影响

采用溶胶-凝胶法合成了不同元素混合掺杂Sr2MgSi2O7系列蓝色长余辉发光材料,并对其发光性能进行研究,探讨掺杂元素对材料发光性能的影响规律性.激发发射光谱实验表明其峰均为宽带峰,最大发射峰位于466nm附近,是由典型的Eu2+的4f5d-4f跃迁导致的.所合成的Eu2+,Dy3共掺杂发光材料Sr2MgSi2O7余辉时间可达8hrs以上,具有合适的能级陷阱0.76eV.     

长余辉发光材料Zn_2SiO_4:Dy~(3+)的制备及发光性能

以Zn2SiO4为基质，用高温固相法（ss），sol-gel法（sg）制备得到Zn2SiO4：Dy^3＋长余辉发光材料，该发光材料的制备及长余辉发光性能至今尚未见到文献报道．由该发光材料的激发谱发现，其在紫外的235-350nm范围有吸收，其发射光谱表明，在紫光（378nm，393nm）、橙光（595nm）、红光（691nm）部位有发射峰．通过对比掺杂与未掺杂样品发射光谱，说明样品发光是由基质Zn2SiO4产生的，Dy^3＋的掺杂只是使材料形成了陷阱能级进而发出长余辉，还阐述了Zn2SiO4：Dy^3＋的可能发光机理．     

Sr_2MgSi_2O_7/Eu_(0.01)~(2+),RE_(0.02)~(3+)长余辉发光材料的微波合成

首次应用微波法合成了系列蓝色长余辉发光材料Sr2MgSi2O7/Eu02.＋01,RE03.0＋2（RE^3＋=Dy^3＋,Ho^3＋,Ce^3＋,Er^3＋,Nd^3＋）,对材料进行了XRD,SEM、激发和发射光谱、余辉衰减曲线的测定.结果表明：激发峰是由250～450 nm的宽激发带组成,其中,掺杂Dy^3＋,Er^3＋,Nd^3＋荧光粉的激发光谱均为主激发峰位于310,356 nm处的宽带谱,掺杂Ce^3＋的激发光谱为主发射峰位于280,330,360 nm处的宽带光谱,掺杂Ho^3＋的激发光谱为主发射峰位于315,360,400 nm的宽带光谱;发射光谱为主发射峰位于465 nm处的宽带发射谱,该发光归属于Eu2＋的4f65d→4f7的允许电偶极宽带跃迁,并且随着Er^3＋,Dy^3＋,Nd^3＋,Ce^3＋,Ho^3＋的顺序发光强度逐渐降低.余辉衰减曲线显示初始发光亮度最高,余辉时间最长的是Sr2MgSi2O7/Eu02.0＋1,Nd03.0＋2.     

Sr_4Al_(14)O_(25)∶Eu~(2 ),Dy~(3 )长余辉发光材料的合成及正交实验设计法

研究了燃烧温度、Eu2 和Dy3 的搀杂量、助熔剂硼酸的加入量、尿素加入量及Al/Sr的比例对Sr4Al14O25∶Eu2 ,Dy3 长余辉发光材料发光性能的影响,从而确定了长余辉发光材料Sr4Al14O25∶Eu2 ,Dy3 的最佳合成工艺.对所得产物分别进行了XRD、TEM、荧光测试和亮度测试.结果表明:磷光体存在403和482 nm 2个发射峰,分别对应于Eu2 在基质中2种不同的存在方式,与传统的高温固相法相比发射主峰出现了蓝移;亮度测试找到了最佳的原料配比及合成条件.     

燃烧法合成Eu2+、Dy3+、Nd3+共掺杂的硅酸盐长余辉发光材料Sr2MgSi2O7和Sr2ZnSi2O7

采用燃烧法在600~800℃合成了Sr2MgSi2O7:Eu2 、Dy3 、Nd3 ,Sr2ZnSi2O7:Eu2 、Dy3 、Nd3 和Sr2ZnSi2O7:Eu2 、Dy3 蓝色长余辉发光材料,对材料进行了XRD、TEM、激发和发射光谱、余辉亮度及余辉衰减的测定.结果表明:稀土离子的掺杂对基质晶体结构没有影响,激发和发射光谱显示它们的光谱性质是Eu2 典型的4f-5d的跃迁所致,对Sr2ZnSi2O7:Eu2 、Dy3 材料,Nd3 的共掺杂有利于提高其余辉性能.     

硼掺杂对SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料合成温度及性能的影响

采用固相法合成了系列掺硼SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料。通过测试分析合成粉体的物相组成、激发光谱、发射光谱和余辉时间,研究了硼掺杂对SrAl2O4:Eu,Dy长余辉发光材料合成温度与发光性能的影响。实验结果表明,添加硼一方面做为助熔剂可以降低合成温度,另一方面当硼摩尔分数小于30%时,增加硼含量可以延长余辉时间,但硼含量的变化对激发和发射光谱峰值没有明显影响。     

缺陷化学教学中的实验实例:Dy,Eu掺杂SrAl2O4长余辉发光材料

用燃烧法制备的Dy,Eu掺杂SrAl2O4长余辉发光材料能够观察到明显的余辉效应.故以此为缺陷化学的教学实验实例,并结合缺陷化学理论,对掺杂SrAl2O4物相结构、紫外可见光谱以及荧光特性进行了分析,阐明化学缺陷对SrAl2O4的结构以及性能的影响.     

Sr2MgSi2O7/Cu2+0.01,RE3+0.02长余辉发光材料的微波合成

首次应用微波法合成了系列蓝色长余辉发光材料Sr2Mgsi2O7/Eu2+0.01,RE3+0.02(Re3+=Dy3+,Ho3+,Ce3+,Er3+,Nd3+),对材料进行了XRD,SEM、激发和发射光谱、余辉衰减曲线的测定.结果表明:激发峰是由250～450 nm的宽激发带组成.其中,掺杂Dy3+,Er3+,Nd3+荧光粉的激发光谱均为主激发峰位于310,356 nm处的宽带谱,掺杂Cc3+的激发光谱为主发射峰位于280,330,360 nm处的宽带光谱,掺杂Ho3+的激发光谱为主发射峰位于315,360,400 nm的宽带光谱;发射光谱为主发射峰位于465 nm处的宽带发射谱,该发光归属于Eu2+的4f65d→4f7的允许电偶极宽带跃迁,并且随着Er3+,Dy3+,Nd3+,Ce3+,HD3+的顺序发光强度逐渐降低.余辉衰减曲线显示初始发光亮度最高,余辉时间最长的是Sr2MgSi2O7/Eu2+0.01,Nd3+0.02.     

Mn2+/ Eu3+共掺杂Zn2GeO4长余辉基质材料发光机理的研究

本文利用基于密度泛函理论的第一性原理方法,从理论角度研究了Mn2+/ Eu3+共掺杂对Zn2GeO4长余辉基质材料光学性能调制的机理. 根据相关文献实验结果,我们构建了Mn2+/ Eu3+共掺杂对Zn2GeO4晶体结构模型. 研究结果表明,Mn2+掺杂使Zn2GeO4晶体结构更加稳定,同时会引起晶体中的电荷离域化,从而使Mn2+离子成为发光中心;Eu离子在Zn2GeO4晶体以+3价存在,成为陷阱中心. 在此基础上,我们构建了Mn2+/ Eu3+共掺杂Zn2GeO4晶体长余辉发光机制模型.     

B2O3含量对硼铝锶长余辉发光玻璃陶瓷性能的影响

采用高温熔融法一次成型制得了一种高亮度硼铝锶长余辉发光玻璃陶瓷.研究了B2O3含量对Eu2 ,Dy2 共掺杂硼铝锶长余辉发光玻璃陶瓷晶相组成和发光性能的影响.XRD结果表明:随着B2O3含量增加,样品中SrAl2O4相减少,SrAl2B2O7等杂相增加,从而发光性能降低.样品的激发光谱和发射光谱显示:长余辉发光玻璃陶瓷的激发峰位于370 nm,发射峰位于520 nm,归属于Eu2 的5d→8S7/2特征发光;改变B2O3含量并不会改变样品的激发峰位和发射峰位.增加B2O3含量,降低熔点,发光亮度也降低,余辉时间缩短.B2O3的摩尔百分含量为18.53%时各项性能最佳,初始亮度可达16 cd/m2,激发停止330 min时仍能达到7.96 med/m2,余辉时间长达50h.     

稀土长余辉发光材料M(Ca,Ba)OAl2O4:Eu2+,Dy3+的制备及性能研究

采用硼酸覆盖工艺在低温、还原气氛下制备了M(Ca,Ba)OAl2O4:Eu2 ,Dy3 长余辉发光材料.用X射线粉晶衍射对其进行了物相鉴定,表明在1175℃已得到纯相的M(Ca,Ba)OAl2O4产物.研究了产物的激发-发射光谱,激活剂Eu2 掺量和碱金属的比值以及激活剂Eu2 和Dy3 比值等条件对长余辉发光材料的相对发光强度的影响.结果表明:采用碳粉掩埋坩埚制造还原气氛.硼酸覆盖原料上方.灼烧温度为1175℃,恒温150min,随炉自然降温的生产工艺.可制备出发光性能优良的碱土铝酸盐长余辉发光材料.