新型红色荧光粉NaY（MoO4）2:Sm3+的制备及发光性能的研究

采用高温固相法制备了NaY(MoO4)2:Sm3+新型红色荧光粉,研究了Sm3+在NaY(MoO4)2基质中的发光特性。X射线衍射(XRD)测量结果表明,烧结温度为550℃时,制备的样品为纯相NaY(MoO4)2晶体。样品激发谱由两部分组成:220～340nm为电荷迁移带,峰值位于297nm;350～500nm的一系列线状峰为Sm3+的特征激发峰,最强峰位于403nm(6 H5/2→4 F7/2)。样品可被UV-LED管芯及蓝光激发。发射谱由564nm(4 G5/2→6 H5/2),600nm和607nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)和708nm(4 G5/2→6 H11/2)4个峰组成,最强发射峰位于647nm(4 G5/2→6 H9/2),呈现红光发射。研究了不同Sm3+掺杂浓度对NaY1-X(MoO4)2:xSm3+材料发光强度的影响,X=0.05时出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是电偶极-电偶极的相互作用。     

新型橙红色荧光粉Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发光特性

采用固相法合成了Ca9Al(PO4)7:Sm3+橙红色荧光粉,研究了材料的发光性质。结果表明,以403nm近紫外光作为激发源时,Ca9Al(PO4)7:Sm3+呈现出多峰特征,主峰位于564、605、650和712nm,分别对应Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2和4G5/2→6H11/2跃迁发射,其中605nm发射峰最强,从而材料整体发射橙红光;监测605nm发射峰,对应的激发光谱为多峰特征,主峰为345、362、375、403、440和472nm;改变Sm3+的掺杂量发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度表现出先增大、后减小的变化趋势,发射强度最大值对应的Sm3+掺杂量为x=0.01,即存在浓度猝灭现象;通过计算临界距离,得出造成浓度猝灭的机理为电多极相互作用;测量了不同Sm3+掺杂量下材料的色坐标发现,Ca9Al(PO4)7:Sm3+的色坐标基本不变,位于橙红色区域。研究了Ca9Al(PO4)7:Sm3+的发射强度随温度的变化情况发现,材料具有较好的温度特性,激活能为0.178eV。     

NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉的制备及上转换白光发射

采用水热法制备了系列掺杂不同Yb3+浓度的NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+上转换发光粉,并对其结构和上转换发光性能进行了表征。X射线衍射(XRD)研究结果表明,所有样品均为六方结构NaGdF4。Yb3+的浓度对NaGdF4晶相的面间距有少许影响。在980nm红外光激发下,NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉上转换光谱显示绿光、红光和蓝光发射,它们分别来自于Er3+的2H11/2,4S3/2→4I15/2跃迁发射、4F9/2→4I15/2跃迁发射,Tm3+的1G4→3H6跃迁发射。NaGdF4:Er3+,Tm3+,Yb3+发光粉的绿光与红光、蓝光与红光发射的相对强度受Yb3+浓度的影响。讨论了可能的上转换发光机制。在980nm红外光激发下,NaGdF4:0.05%Er3+,0.3%Tm3+,50%Yb3+发光粉显示亮白光,其色坐标为(0.342,0.331)。上转换白光发射可通过调控NaGdF4:Tm3+,Er3+,Yb3+发光粉中Yb3+掺杂浓度获得。     

白光LED用Sr3（PO4）2∶Tb3+,Li+荧光粉的制备工艺及发光性能

采用沉淀-燃烧法结合超声波技术合成了小颗粒Sr3(PO4)2∶Tb3+荧光粉,测量了其光谱特性。在Sr3(PO4)2∶Tb3+体系中观察到Tb3+的特征发射,峰值波长分别为489,542,584,620nm,分别对应于Tb3+的5 D4→7F6、5 D4→7F5、5 D4→7F4和5 D4→7F3跃迁,其中542nm处的绿色发射最强。激发光谱由4f75d1宽带吸收(200～280nm)和4f→4f电子跃迁吸收(280～390nm和475～500nm)组成,可被近紫外发光二极管(NUV-LED)有效激发。采用R+(R=Li,Na,K)作为电荷补偿剂,结果表明:Li+作为电荷补偿剂使样品发光强度提高了31%,Na+和K+的掺入则降低了粉体在近紫外区的吸收。     

黄色荧光粉CaBi_2Ta_2O_9:Dy~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相反应法制备了Dy3+掺杂铋层结构铁电氧化物CaBi2Ta2O9(CBTO)荧光粉。分别对样品进行了X射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)测试和荧光光谱(PL)的测定。研究表明:荧光粉CBTO:Dy3+的最强激发峰为450 nm,与商用蓝光LED的发射光波长相匹配,发射带峰值位于574 nm,对应于Dy3+的电偶极跃迁4F9/2→6H13/2。分析了Dy3+摩尔分数对样品发光强度的影响,其最佳摩尔分数为7%,根据Dexter理论分析其浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。分别研究了电荷补偿剂Li+、Na+和K+对CBTO:Dy3+发射光谱的影响,结果显示不同的电荷补偿剂均能不同程度地提高样品的发光强度。     

新型红色荧光粉Ca_(0.5)Sr_(0.5)MoO_4:Sm~(3+)的制备及光学性能

为了得到发光效率较好的长波长红色荧光粉,采用高温固相法成功地合成了适合紫外激发的红色荧光粉Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+,研究了其晶体结构和发光性质。X射线衍射(XRD)测量结果显示,制备的样品为纯相Ca0.5Sr0.5MoO4晶体。其激发光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,通过不同波长激发的发射谱和与Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xEu3+的发射谱比较分析得出激发宽带为最有效激发带,归属于Mo6+-O2-的电荷迁移跃迁。在275nm的激发下,发射峰由峰值为564nm(4 G5/2→6 H5/2)、606nm(4 G5/2→6 H7/2)、647nm(4 G5/2→6 H9/2)、707nm(4 G5/2→6 H11/2)的4个峰组成,最大发射峰位于647nm处,呈现红光发射。Sm3+掺杂高于6%时Ca0.5-x Sr0.5MoO4:xSm3+出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机理是最邻近离子间的能量传递。同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度,以添加Na+的效果最明显。     

新型橙红色荧光粉Ba3-xSrNb2O9:xSm3+光致发光研究

采用高温固相法制备了一类新型橙红荧光粉Ba_3-xSrNb₂O₉:xSm³⁺,通过XRD图谱鉴定了样品的纯相结构。根据激发发射光谱，紫外激发406 nm下，该荧光粉在596 nm处呈现出明亮的橙红光发射，Sm³⁺的猝灭浓度为0.04。结合变温光谱，分析得出在高温453 K下，其PL发射强度仍保持在室温下的76.5%,具有良好的热稳定性。此外，通过将样品与蓝色LED芯片简易封装，在激发电流160 mA下，Sm³⁺掺杂荧光粉在色坐标(0.331 4, 0.338 1)下发出明亮的白光，接近理想白光(x=0.33,y=0.33),显色指数高达93.3。结果表明，作为新型铌酸锶钡基质的荧光粉，在掺杂稀土Sm³⁺后，在紫外白光发光二极管(UV-WLEDs)中具有极高的应用可行性。     

共沉淀法制备Y2O2SO4:Eu3+荧光粉及其光致发光研究

采用商业Y(NO3)3·6H2O、Eu(NO3)3·6H2O、(NH4)2SO4和NaOH为实验原料,通过共沉淀法制备了Y2O2SO4:Eu3+荧光粉。利用热分析(DTA-TG-DTG)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和光致发光(PL)光谱等手段对合成的粉体进行了表征。结果表明,当(NH4)2SO4引入到反应体系中时,前驱体具有非晶态结构,且在空气气氛中800℃煅烧2h能转化为单相的Y2O2SO4粉体,该Y2O2SO4粉体呈准球形,粒径范围分布在0.5~1.0μm之间,团聚较严重。PL光谱分析表明,在270nm紫外光激发下,Y2O2SO4:Eu3+荧光粉呈红光发射,主发射峰位于620nm,归属于Eu3+的5D0→7F2跃迁。Eu3+的猝灭浓度是5 mol%,其对应的荧光寿命为1.22 ms。另外,当(NH4)2SO4未引入到反应体系中时,采用类似的方法合成了Y2O3:Eu3+荧光粉,并对Y2O2SO4:Eu3+和Y2O3:Eu3+荧光粉的PL性能进行了比较。     

Y3MgAl3SiO12:Dy 3+,Eu 3+荧光粉的能量传递与暖白光实现

采用高温固相法合成了Dy ³⁺、Eu ³⁺共掺杂Y₃MgAl₃SiO₁₂石榴石型荧光粉。采用XRD、荧光光谱仪等仪器对样品的结构以及光谱特性进行表征,探究了Dy ³⁺/Eu ³⁺在Y₃MgAl₃SiO₁₂基质结构中的光谱特征以及离子间的能量传递机制。在367 nm近紫外光激发下,Y₃MgAl₃SiO₁₂:Dy ³⁺,Eu ³⁺的发射光谱包含Dy ³⁺的6F9/2到6H15/2和6H13/2的电子跃迁特征发射(487 nm蓝光和592 nm黄光)和Eu ³⁺的5D0 7F2 and 5D0 7F4特征发射峰(616 nm和710 nm红光)。在400~500 nm范围内Dy ³⁺发射谱与Eu ³⁺激发谱重叠,表明Dy ³⁺与Eu ³⁺之间存在着能量传递,能量传递的机理为电四极-电四极相互作用。该荧光粉通过调整Dy ³⁺和Eu ³⁺的掺杂浓度比封装近紫外LED芯片,可以实现单基质暖白光LED照明。     

Ba_5CaAl_4O__(12):Tb~(3+)荧光粉的制备与发光特性

采用高温固相法合成Ba5CaAl4O12:Tb3+绿色荧光粉,并对其发光性质进行研究。Ba5CaAl4O12:Tb3+在239nm激发下,跃迁发射峰值位于489,543,550,587和623nm,分别对应于Tb3+的5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3的能级跃迁。样品的紫外激发光谱表明,Ba5CaAl4O12:Tb3+基质吸收是位于240nm附近的宽带吸收。研究Tb3+浓度对样品发光强度的影响,当Tb3+掺杂摩尔分数为4%时,发光强度达到最大。加入H3BO3和NH4Cl两种助熔剂均不同程度地提高了该荧光粉的发光强度,且随着助熔剂浓度的增加发光强度先逐渐增强后下降。相比两种助熔剂发现,NH4Cl比H3BO3的效果更好,更有利于荧光粉的发光。     

应用于白光显示的碲酸盐玻璃上转换发光特性

用高温熔融法制备了Tm3+/Er3+/Yb3+共掺碲酸盐玻璃(TeO2-ZnO-La2O3)样品,测试了玻璃样品的吸收光谱和上转换发光光谱,分析了上转换发光机理。结果发现:在975 nm,波长激光二极管(LD)激励下,制备的碲酸盐玻璃样品可以观察到强烈的红光(662 nm)、绿光(525、546 nm)和蓝光(475 nm)三基色上转换发光,分别对应于Er3+的4F9/2→4I15/2,2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和Tm3+的1G4→3H6能级跃迁;随着Yb3+掺杂含量和泵浦功率的增加,样品的上转换发光强度都得到了一定程度的提高;通过调整稀土掺杂的浓度,得到了接近于标准白光(EE)发射。     

Sm3+离子激活Y2MgTiO6橙红色荧光粉的制备及发光性质研究

采用溶胶-凝胶法合成了一系列橙红色发光的Y_2-2xMgTiO₆∶2xSm³⁺(YMT∶2xSm³⁺,0≤x≤0.11)荧光粉。通过粉末X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光激发和发射光谱对样品进行了表征分析。结果表明，所制备的YMT∶Sm³⁺样品为纯相，无任何杂质；荧光粉颗粒尺寸为2～3μm,分散性较好且无明显团聚。在407 nm的近紫外光激发下，样品的发射光谱在500～700 nm波长范围内存在三个显著的发射峰，分别是603 nm(⁴G_5/2→⁶H_7/2)和650 nm(⁴G_5/2→⁶H_9/2)处较强的红光，以及566 nm(⁴G_5/2→⁶H_5/2)处较弱的绿光。Sm³⁺离子...     

新型红色荧光粉Ca0.5Sr0.5MoO4:Sm3+的制备及光学性能

为了得到发光效率较好的长波长红色荧光粉,采用 高温固相法成功地合成了适合紫外激发的红色荧光粉 Ca0.5－xSr0.5MoO₄:xSm³⁺,研究了其晶体结构和发 光性质。X射线衍射(XRD)测量结果显示,制备的样品为纯相Ca0.5Sr0.5MoO₄晶体。其激发 光谱包括一个宽带峰和一系列尖峰,通过不同波长激发的发射谱和与Ca0. 5－xSr0.5MoO₄:xEu³⁺的发射 谱比较分析得出激 发宽带为最有效激发带,归属于Mo⁶⁺－O2－的电荷迁移跃迁。在275nm的激发 下,发射峰由峰值为564nm(⁴G5/2→⁶H 5/2)、 606nm(4G5/2→⁶H7/2) 、647nm (⁴G5/2→⁶H9/2)、707nm(4G5/2→⁶H11/2)的4个峰组成,最大发射 峰位于647nm处,呈现红光 发射。Sm³⁺掺杂高于6%时Ca0.5－xSr0.5Mo O₄:xSm³⁺出现浓度猝灭,分析表明,其猝灭机 理是最邻近离子间的能量传递。同时,添加电荷补偿剂可增强材料的发射强度,以添加Na +的效果最明显。     

白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3－2xMoO4:Eux3+Nax+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成白光LED用红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4Eux3+Nax+,对样品分别进行X射线衍射(XRD)分析和荧光光谱的测定,讨论了不同掺杂量下合成的荧光粉的发光性质。XRD图谱分析表明,在1 000℃下灼烧9h得到的样品为纯相的SrMoO4。研究结果表明,制备的Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+荧光粉可以被近紫外光(393nm)和蓝光(464nm)有效激发;发射光谱中,在波长在611nm和615nm处有很强的发射峰,其中最强发射峰位于615nm左右,与Eu3+的5D0→7F2跃迁对应。进一步探讨Na+和Eu3+掺杂浓度对发光强度的影响,得出Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品的发光强度比SrMoO4:Eu3+Na+增强,当掺杂量x=0.07时,Sr0.7Ca0.3-2 x MoO4:Eux3+Nax+样品在波长614nm处发光强度最强。最后测试计算样品在393nm紫外激发下的色坐标,当Eu3+和Na+的掺杂量x=0.02时,样品红色显示最强。研究结果表明,所合成的红色荧光粉Sr0.7Ca0.3-2 xMoO4:Eux3+Nax+新型红色荧光粉适合在白光LED中应用。     

Sr3Ga2O5Cl2:Sm3+荧光粉的制备及发光特性

采用传统的高温固相法成功合成了Sr3-xGa2O5Cl2:Sm3+系列橙红色荧光粉。使用X射线衍射仪（XRD）测试了样品的晶体结构,样品的形貌和颗粒尺寸由扫描电子显微镜（SEM）表征,使用荧光光谱仪测试了样品的光致发光光谱和衰减寿命。Sr3Ga2O5Cl2晶相为单斜结构,掺杂的Sm3+离子取代Sr2+的格位成为荧光粉的发光中心。样品的激发光谱由O2-→Sm3+的电荷迁移带和Sm3+离子4f内层电子的特征激发峰组成,位于230 nm、404 nm的激发峰较强。发射光谱的峰值位于565、601、650 nm处,分别对应于Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、4G5/2→6H9/2特征跃迁。样品的发光强度随着Sm3+浓度的增加先增大后减小,最佳掺杂浓度为3.0% mol。根据实验数据对浓度淬灭的原因进行了探讨,浓度淬灭机理为电偶极-电偶极相互作用。     

Yb3+/Tm3+双掺硫卤玻璃1.8μm中红外发光特性研究

用熔融淬冷法制备了系列不同组分和Tm3+/Yb3+掺杂浓度的Ge-Ga-Se-CsI硫卤玻璃样品,测试了样品的拉曼光谱、折射率、吸收光谱、红外荧光光谱。研究了975nm激光泵浦下样品的1.23μm和1.8μm荧光特性。分析了Tm3+/Yb3+之间声子辅助的共振能量转移,结果表明两个离子间有效的能量转移途径为Yb3+∶2F5/2→Tm3+∶3 H5。计算得到常温下Tm3+∶3 H5→3F4和Tm3+∶3F4→3 H6跃迁的多声子弛豫速率分别为303s-1和0.30s-1。     

Dy3+,Tm3+掺杂的NaGd(MoO4)2白色荧光粉的制备与发光性能的研究

采用高温固相法成功制备出了一系列LED用白色 荧光粉NaGd1－x－y(MoO₄)₂:xDy³⁺,yTm 3+,用X射线衍射仪(XRD),荧光分光光度计和紫外-可见-近红外光谱分析系统对样 品的物相结构和发光性能进行了表征。结果显示制备的荧光粉的白光由Dy3＋的特征黄光发 射(575 nm)、特征蓝光发射(488 nm)与Tm 3＋的特征蓝光发射(459 nm)组合而成。制备的 NaGd(MoO₄)₂基质为四方晶系即白钨矿结构。在上述荧光粉中,激活离子Dy3＋ 发射⁴F9/2－⁶H13/2 跃迁的黄光(575 nm)和⁴F9/2－⁶H15/2跃迁的蓝光(488 nm),激活离子Tm3＋发射¹D₂-³F₄的蓝光 (459nm)跃迁,蓝光发射受晶体场的影响被劈为两个发 射峰。该系列荧光粉在389nm波长激 发下,当Dy3＋浓度为10%,Tm3＋浓度为12%时样品色坐标(0. 326,0.326)最接近标 准白 光(0.33),当Dy3＋浓度为8% ,Tm3＋浓度为12%时样品发光强度达到 最大,色坐标为(0.377,0.369),结果表明,该系列荧光粉有潜在的发展和应用前景 。     

一种白光LED用绿色荧光粉Ba_3Si_6O_(12)N_2:Eu~(2+)的制备及研究

采用传统高温固相反应法,合成了Ba3-x Si6O12N2:xEu2+系列荧光粉。X射线衍射(XRD)图谱分析表明,所有的样品均生成了Ba3Si6O12N2纯相。激发光谱表明,样品在紫外到蓝光(250~470nm)范围内都可以被有效激发,当激发波长为358nm时,发射光谱是Eu2+典型的宽带发射,发射峰在495nm附近,属于4 f7→4 f65 d1能级之间的跃迁,半峰宽覆盖青绿光范围(480~557nm)。研究了Eu2+掺杂浓度对发光性能的影响。结果表明,随着Eu2+掺杂量的逐渐增加,发光强度逐渐增大,当x=0.15时,发射强度达到最大,所对应的发射光谱波峰的波长最小(492nm);当Eu2+的掺杂量继续增加时,发光强度开始减弱,这是由于Eu2+间距逐渐减小,非辐射跃迁几率增加而发生浓度猝灭现象;不同浓度的样品的发光强度与波长呈相反变化趋势,这与斯托克斯(Stokes)定律是相符合的。研究结果表明,所合成的Ba3Si6O12N2:Eu2+新型绿色荧光粉适合在白光LED中应用。     

K2MgSiO4:Eu3+红色荧光粉的制备与发光性能

采用高温固相反应合成了适合近紫外光-蓝光激 发的K₂MgSiO₄:Eu³⁺红色荧光粉,并对其发光特性进行了研究。X射线衍 射(XRD)测试结果表明,合成样品为纯相晶体。样品激发光谱由O2-→Eu³⁺电 荷迁 移带波长为(200～350nm)和Eu³⁺的特征激发峰(波长为350～500nm) 组成,主峰位于396nm波长处,次级峰位于466nm波长处。在396nm和466nm波长分别激发 下,样品发射峰均由Eu³⁺的⁵D₀→⁷FJ(J=0,1,2,3,4)能级跃迁产生,其中619nm波长处发射强度最大。 随着Eu³⁺掺杂浓度的增加,荧光粉的发光强度增大。在实验测定的浓度范 围内,未出现浓度猝灭现象。样品的色坐标位于红光区,且非常接近NTSC标准。样品发光强 度随温度增加出现温度猝灭现象,发 射峰位置并未出现明显红移。样品中,Eu³⁺在⁵D₀能 级上的荧光寿命约为0.535ms。     

单分散Y2 O3∶Eu^3+微球的制备及荧光性能研究

利用溶剂热法获得前驱体,结合热处理合成Eu^3+掺杂单分散Y2O3微球荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光分析仪对样品的晶体结构、微观形貌及荧光性能进行了表征与分析。结果表明:制备的样品均为立方相Y2 O3微球结构,尺寸均一、粒径大小为2μm左右;Eu^3+掺杂的样品在239 nm紫外光的激发下,展示出强烈的红光发射,该发射峰位于612 nm附近,源于Eu^3+的5 D0→7 F2跃迁;随着Eu^3+掺杂浓度的递增,该发光峰呈现出先增强后减弱的趋势,其最佳掺杂浓度为5%(摩尔分数);此外,随着热处理温度逐渐升高,样品的结晶性增强,荧光随之增强;Y2 O3∶5%Eu^3+荧光粉的色坐标为(0.583,0.335),接近NTSC标准(美国国家电视系统委员会)红光色坐标(0.670,0.330)。