磷灰石结构荧光粉Ba10(PO4)6F2:Ce3+,Tb3+的合成、发光和能量传递

采用高温固相法合成了系列Ce~(3+)和Ce~(3+)/Tb~(3+)激活的具有磷灰石结构荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2。用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、激发和发射(PLE和PL)光谱对样品进行了表征分析。研究结果表明:所合成的荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)具有氟磷灰石结构,样品微观呈现不规则形貌。荧光粉Ba10-x(PO4)6F2∶x Ce~(3+)的相对发射强度随着x增加而增强,当x=0.09时,荧光强度达到最大。荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的激发光谱为240～330 nm的宽带,发射光谱呈现出Ce~(3+)的5d→4f跃迁紫外光(335和358 nm)发射和Tb~(3+)的4f→4f跃迁绿光(542 nm)发射。光谱特性表明,发光过程中存在Ce~(3+)→Tb~(3+)能量传递,能量传递效率可以达到60%。计算Ce~(3+)和Tb~(3+)的临界距离为0.79 nm,能量传递机理是偶极-偶极交互作用。此外,详细论述了Ce~(3+)和Tb~(3+)之间的能量传递和发光的过程。通过调节Tb~(3+)的掺杂浓度,对荧光粉发光色坐标与Tb~(3+)的掺杂浓度之间的关系也进行了研究,随着Tb~(3+)的掺杂量从0增加0.52,荧光粉Ba_(10)(PO_4)_6F_2∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发射光谱色坐标可以从(0.149 4,0.045 1)蓝色区变化到(0.280 1,0.585 3)绿色区。     

Dy3+，Eu3+共掺的LiGd(MoO4)2单一相荧光粉的合成、发光及能量传递

采用溶胶-凝胶法制备了LiGd(MoO_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)系列荧光粉。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、荧光光谱仪等对所得样品的结构、形貌和发光性能进行了表征,并研究了其能量传递机理。结果表明:白钨矿结构的Li Gd(Mo O_4)_2∶Dy~(3+),Eu~(3+)荧光粉的形貌为不规则颗粒,其粒径为1.8μm。在354 nm近紫外光激发下,该荧光粉显示出Dy~(3+)的特征黄、蓝光发射和Eu~(3+)的特征红光发射。计算Dy~(3+)和Eu~(3+)的临界距离为1.383 nm,Dy~(3+)→Eu~(3+)之间能量传递机理为偶极-四极相互作用。通过调节Dy~(3+)、Eu~(3+)的掺杂浓度,荧光粉可实现暖白光发射。此外,详细研究了稀土离子(Dy~(3+),Eu~(3+))的掺杂浓度与荧光粉的色温值之间的关系。     

Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8中Eu~(3+)和Eu~(2+)的发光行为研究

采用高温固相法制备Ca_(1-x)Al_(2+x)Si_2O_8:12%(摩尔分数)Eu~(3+)荧光粉,在紫外激发下得到红色与蓝色混合系列发光材料。通过调控Ca和Al的比例,结果显示:当x=0.3,即Ca_(0.7)Al_(2.3)Si_2O_8:Eu~(3+)为此发光材料的最佳比例,在λ_(ex)=296 nm激发下Eu~(3+)发光强度最大,λ_(ex)=319 nm激发下Eu~(2+)发光强度最大。有趣的是,在Eu~(3+)的五个特征峰中~5D_0→~7F_4(682 nm)的强度在之前的研究中没有出现与~5D_0→~7F_2(614 nm)相接近,但在我们的实验中观察到在296和319 nm激发下,~5D_0→~7F_4的发光强度与~5D_0→~7F_2已非常接近。通过监测682 nm与614 nm处的荧光寿命分别为1.99和1.84 ms,得出它们属于一个发光中心。通过色坐标的测量,此样品在蓝光区与红光区可进行调节,因此这种材料作为白光LED中的蓝色与红色荧光粉存在潜在的应用前景。     

Ca9Y(PO4)7:Ce3+,Tb3+纳米荧光粉的制备及发光性能

采用水热法制备出Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)纳米荧光粉,通过XRD、SEM和荧光光谱等对样品进行了分析,研究在Ca_9Y(PO4)7基质中引入Ce~(3+),Tb~(3+)离子对发光性能的影响规律。研究发现因Tb~(3+)离子自身能量交叉驰豫的存在,使得单掺Tb~(3+)时,通过调节Tb~(3+)离子的浓度可以实现对发光颜色的控制。同时研究了Ce~(3+)-Tb~(3+)之间的能量传递为电多极相互作用的偶极-四极机制,Ce~(3+)-Tb~(3+)之间最大的能量传递效率为55.6%。Ca_9Y(PO4)7∶Ce~(3+),Tb~(3+)的发光颜色可以通过激活离子之间的能量传递和共发射得到可控调节。SEM分析表明荧光粉颗粒尺寸在100 nm左右,分散性好。     

白光LED用Ca_2SiO_4:Ce~(3+)/Eu~(2+)荧光粉的合成及发光特性

采用高温固相法合成了蓝色Ca_2SiO_4:Ce~(3+)以及蓝绿双色Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Eu~(2+)荧光粉,通过粉末X射线衍射(XRD)和荧光光谱对其结构和光学性能进行了研究。确定了Ce~(3+)离子的最佳掺杂浓度、浓度猝灭机制、格位分布及热稳定性,并探讨了Ce~(3+)→Eu~(2+)的能量传递过程和能量传递效率。结果表明,此荧光粉在近紫外波段有强的宽带吸收,可以被InGaN芯片产生的紫外光有效激发;其发光颜色可以从蓝(429nm)到绿(505 nm)实现可调,作为蓝色和绿色荧光粉用于白光LED器件中。     

Sr_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶0.025Eu~(2+)荧光粉的制备、晶体结构及发光性能（英文）

通过高温固相反应在弱还原气氛下制备了Sr_(0.955)Al_(2-x)B_xSi_2O_8∶0.025Eu~(2+)(x=0～0.9)一系列荧光粉,研究了B(Ⅲ)取代基质晶格中的Al(Ⅲ)对荧光粉晶体结构和Eu~(2+)发光性能的影响。B(Ⅲ)以类质同相取代基质晶格中Al(Ⅲ),形成了连续固溶体。随着B(Ⅲ)取代量的增加,荧光粉的晶胞参数(a、b、c)和晶胞体积(V)呈线性递减,而晶胞参数(β)呈线性递增。荧光粉的激发光谱为位于225～400nm的宽峰,表观峰值位于350 nm,激发峰的半高宽(FWHM)随着B(Ⅲ)取代量的增加,从90 nm减小到102 nm。发射光谱位于370～600 nm的宽峰,可拟合为409和447 nm两个峰,表观峰值位于409 nm。随着B(Ⅲ)取代量的增加,2个拟合峰位均出现蓝移且2个峰强度比呈线性递减。根据试样荧光光谱,通过Van Uitert经验公式计算得出SrAl_2Si_2O_8∶Eu~(2+)中Sr~(2+)的配位数为9。随着B(Ⅲ)取代Al(Ⅲ)进入基质晶格,造成发光中心Eu与配体O距离增加,使得Eu~(2+)所处的晶体场强度减小,发光中心Eu~(2+)的5d能级分裂减小,造成Eu~(2+)最低发射能级重心上移,2个拟合谱峰峰位均呈线性蓝移。     

GdVO4:Ln3+(Ln=Eu,Tm,Dy)荧光粉的水热法制备及其发光性能

以EDTA为矿化剂,采用水热法制备了Gd VO4∶Dy~(3+)、Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)和Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+),Tm~(3+)荧光粉,研究了所制备样品的相结构、形貌、荧光性质、Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递及Dy~(3+)的4F9/2→6H15/2跃迁的衰减曲线。X射线衍射(XRD)确定了所合成的Gd VO4∶0.03Dy~(3+)、Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)样品均为四方晶系;扫描电镜(SEM)显示Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+)和Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),0.07Tm~(3+)均为棒状结构,平均长度分别约为0.458和0.491μm;通过研究Gd VO4∶Dy~(3+),Eu~(3+)的发射光谱和衰减曲线,佐证了Dy~(3+)到Eu~(3+)的能量传递过程,并确定了其能量传递的机制为偶极-偶极相互作用。通过调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),x Eu~(3+)荧光粉中Eu~(3+)的掺杂浓度实现了准白光输出(0.424,0.350);调节Gd VO4∶0.03Dy~(3+),0.07Eu~(3+),y Tm~(3+)荧光粉中Tm~(3+)的掺杂浓度,也实现了白光输出(0.346,0.301)。     

Eu3+掺杂B2O3-CaO发光材料的制备及其发光性能

采用溶胶凝胶法制得高纯的B_2O_3-CaO∶Eu~(3+)荧光粉。用XRD、IR对不同退火温度下所得样品的结构进行表征,结果发现随退火温度的变化,能形成不同结构的硼酸盐基质。通过对以不同结构硼酸盐为基质荧光粉的激发、发射谱图及荧光衰减曲线的分析,探讨了材料的发光性能和发光机理。结果表明,在不同结构硼酸盐基质中,Eu~(3+)都处于无反演对称中心格位,以(5D0→7F2)电偶极跃迁为主,所以材料主要发红光;且900℃退火所得高纯相的CaB2O4基质最有利于发光、对应的荧光衰减时间最长,这都因在此荧光粉中Eu~(3+)更易取代Ca~(2+),并形成相对较多的p-n结和陷阱所致。     

通过能量传递实现Ba5-2x-yTbxNax(PO4)3Cl∶yEu2+荧光粉的光谱调控

通过[Na~+,Tb~(3+)]离子对取代[Ba~(2+),Ba~(2+)]离子对,制备了一系列的Ba_(5-2x-y)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶y Eu~(2+)荧光粉。通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、光致激发和发射光谱对其结构、形貌、组成及发光性能进行研究。结果表明:在354 nm激发下,Ba_(3.97)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)样品的发射光谱既包含了Eu~(2+)位于450 nm左右的宽带特征发射,又包含了Tb~(3+)位于490、545、583和622 nm的窄峰特征发射。由于存在Eu~(2+)→Tb~(3+)的能量传递,使得Ba_(3.97)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)中Tb~(3+)的发光强度相对于Ba_(4.00)Tb_(0.50)Na_(0.50)(PO_4)_3Cl中Tb~(3+)的发光强度显著提高。通过改变[Na~+,Tb~(3+)]离子对的浓度,实现了对Ba_(5-2x-y)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶y Eu~(2+)荧光粉的光谱调控。当x=0.50时,Ba_(4.97-2x)Tb_(x )Na_x(PO_4)_3Cl∶0.03Eu~(2+)中Tb~(3+)的发光强度达到最大。     

Tm3+-Tb3+-Eu3+共掺含Na3Gd(PO4)2晶相荧光玻璃陶瓷的制备及发光性能

采用熔融晶化法制备Tm~(3+)-Tb~(3+)-Eu~(3+)掺杂含Na_3Gd(PO_4)_2晶相荧光玻璃陶瓷,并对其光学性能进行了研究。利用差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等测试,确定了样品的晶相结构和最佳热处理条件(740℃/3 h)。在359 nm激发下,Tm_2O_3、Tb_4O_7、Eu_2O_3掺杂浓度(物质的量分数)分别为0.2%、0.2%、0.95%时,玻璃陶瓷的色度坐标为(0.333 2,0.318 8),接近标准白光(0.333,0.333)。结合荧光光谱和荧光衰减曲线分析,证实了样品中存在Tm~(3+)→Eu~(3+)、Tb~(3+)→Eu~(3+)的能量传递。     

Ce3+,Tb3+,Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系的白色发光和能量传递机理

通过正交试验,采用高温固相法制备了Sr2-x-y-zMgSi2O7∶xCe3+,yTb3+,zEu3+系列样品.使用X射线衍射仪和荧光光谱仪表征了样品的物相和发光性质,并讨论了Ce3+-Tb3+-Eu3+共掺杂Sr2MgSi2O7体系中的能量传递过程.实验结果表明,在327 nm波长激发下,所合成荧光粉的发射峰主要位于387 nm(蓝紫)、542nm(绿)和611 nm(红)处;分别以387,542和611 nm为监控波长,所得激发光谱显示荧光粉在327 nm处有最好的激发.在327 nm光激发下,系列样品发光进入白光区.最优化的荧光粉为Sr1.91MgSi2O7∶0.01Ce3+,0.05Tb3+,0.03Eu3+,其色坐标为(0.337,0.313),是一种潜在的发光二极管(LED)用白色荧光粉.     

Ca掺杂的Ba2Al2Si10N14O4∶Eu2+荧光粉发光性能

通过固相反应制备了系列Ca掺杂的Ba2Al2Si10N14O4∶Eu2+绿色荧光粉,发现当半径较大的Ba被Ca取代后导致了晶格的收缩,通过X射线衍射(XRD)测量和Unitcell软件计算发现Ca的最大掺杂量在20%。Ca掺入Eu0.4Ba1.6Al2Si10N14O4荧光粉后,可有效地提高光转换性能,并使激发光谱发生一定程度的红移和宽化,从而被近紫外宽波段光有效激发,与近紫外LED的发射光谱匹配。同时Ca的掺杂也使发射光谱发生了可控的红移,可以由520 nm的绿光红移至548 nm的黄光区域。进一步发现Eu2+的淬灭浓度随着20%Ca的掺入而降低,这是由于Ca掺入导致的晶格收缩使Eu2+离子间距离减小。最后在CIE色度图中对不同Ca,Eu浓度的荧光粉的色坐标位置进行比较,发现可通过Ca,Eu浓度的变化在很大范围内调制荧光粉的发光性能。     

New SrAl2B2O7:Eu2+, Mn2+ phosphors for white light-emitting diodes

A series of Eu(2+) and Mn(2+) co-doped SrAl(2)B(2)O(7) phosphors were prepared by solid-state reaction method. X-ray powder diffraction (XRD) and photoluminescence excitation and emission were employed to characterize the phosphors. The results show that energy transfers between Eu(2+)and Mn(2+) ions. As the content of Ca(2+) ions in Ca(x)Sr(0.92-x)Al(2)B(2)O(7):Eu(2+)(0.06), Mn(2+)(0.02) phosphors increased, the CIE coordinates decreased and close to the white color standard mandated by the National Television Standard Committee (NTSC). Meanwhile, a white LED (light-emitting diode) was fabricated by combining the Ca(0.5)Sr(0.42)Al(2)B(2)O(7):Eu(2+)(0.06), Mn(2+)(0.02) phosphors with a 370 nm InGaN chip. The color coordinate of the fabricated white LED was also close to the white color standard, indicating that the Ca(0.5)Sr(0.42)Al(2)B(2)O(7):Eu(2+)(0.06), Mn(2+)(0.02) phosphor is a promising single-host phosphor that can be used in white LEDs.     

Synthesis and Luminescent Properties of Nano-scale Y2Si2O7:Re3+ (Re=Eu,Tb) Phosphors via Sol-Gel Method

By using metal nitrates as starting materials and citric acid as a complexing agent, Y2Si2O7:Re3+ (Re=Eu, Tb) phosphors were prepared by a sol-gel method. X-ray diffraction was employed to characterize the resulting samples. The results of XRD indicate that the ff-Y2Si2O7 nanocrystal with size of 27 nm is obtained at 1000 oC and the doping ion content does not influence the structure. The excitation spectra in the UV and VUV ranges and the emission spectra of Re3+ doped samples were measured. The excitation spectra in the VUV range is due to absorption of host, that in the UV range is ascribed to absorption transitions from 4f to 5d state of the Tb3+ and the charge transfer in the Eu3+-O2- bond. The spectral energy distribution of the Tb3+ emission depends strongly on the Tb3+ concentration. The dependence of photoluminescence intensity on Re3+ concentration is also discussed in detail. The fluorescent decay curves at room temperature were measured and analyzed.     

MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+荧光粉的制备及其上转换发光性能

以尿素为沉淀剂,采用低温水热法结合煅烧过程制备出MgAl2O4∶Er^3+,Yb^3+上转换荧光粉,并对样品的结构、微观形貌及上转换发光性能予以表征。结果表明,随尿素加入量的增大,产物主形貌由六角片状结构向纳米棒状转变,经1100℃煅烧可得纯相镁铝尖晶石结构,且Er^3+和Yb^3+能有效进入MgAl2O4晶格并占据Mg^2+位置形成均匀固溶体。在980 nm光激发下,MgAl2O4∶1.0%(n/n)Er^3+,x%(n/n)Yb^3+(x=0~8.0)荧光粉表现出在524、545 nm处绿光以及658 nm处的强红光发射,红绿光强度均在5.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大,但红绿光强度比却在7.0%(n/n)Yb^3+掺杂时达到最大值5.2,这归因于Er^3+-Er^3+之间交叉弛豫(CR)在红光发射过程中所起的重要作用。通过控制荧光粉中Yb^3+的掺杂量,能初步实现对于黄绿光色度的有效调控。     

Eu^2＋和Mn^2＋在Sr3MgSi2O8中的光致发光研究

研究了Ｅｕ＾２＋和Ｍｎ＾２＋共激活的Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８的荧光性质。Ｅｕ＾２＋和Ｍｎ＾２＋在４６０ｎｍ和６９０ｎｍ的发射峰分别由Ｅｕ＾２＋的５ｄ→４ｆ跃迁和Ｍｎ＾２＋的＾４Ｔ１（＾４Ｇ）→＾６Ａ１ｇ（＾６Ｓ）跃迁产生。未观察到单掺杂Ｍｎ＾２＋的Ｓｒ３ＭｇＳｉ２Ｏ８的荧光发射，而掺入Ｅｕ＾２＋后则出现了Ｍｎ＾２＋的６９０ｎｍ光致发光峰，表明Ｅｕ＾２＋对Ｍｎ＾２＋有敏化作用。Ｅｕ＾２＋的荧光寿命也受Ｍ     

CaAl12O19基质中Eu2+-Cr3+的能量传递与发光性质

在还原气氛下高温固相法合成了CaAl12O19:Eu2+,Cr3+荧光粉.样品光谱显示:Eu2+发射带与Cr3+吸收带有重叠,具备Eu2+-Cr3+之间发生能量传递必要条件.在290 nm近紫外光激发下,单掺杂Eu2+和Cr3+时样品均无691 nm发射,仅在Eu2+,Cr3+共掺时才出现691 nm发射,这证明Eu2+和Cr3+之间发生了能量传递,且监测691 nm时样品的激发光谱也证实了这一点.CaAl12O19:1%Eu2+,x%Cr3+样品组的发射光谱研究表明:增大x能提高Cr3+红光与Eu2+蓝紫光发射强度之比及Eu2+-Cr3+之间能量传递效率.CaAl12O19:2%Cr3+,x%Eu2+样品组的激发光谱分析表明:x>2时,Cr3+在415 nm处的吸收效率相对于565 nm有显著提高.还对样品CaAl12O19:1%Eu2+,1%Cr3+荧光寿命和能量传递速率进行了简单分析.     

Vacuum Ultraviolet Excited Photoluminescence Properties of Y202S:Eu3+,Bi3+ Phosphor

As an Hg-free lamp using phosphor,the Bi3+ and Eu3+ co-doped Y2O2S phosphors were prepared and their luminescence properties under vacuum uitraviolet(VUV) excitation were investigated.The VUV photolumineseent intensity of Y2O2S:Eu3+ was weak,however,considerably stronger red emission at 626 nm with good color purity was observed in Y2O2S:Eu3+,Bi3+ systems.Investigation on the photoluminescence reveals that the strong VUV luminescence of Y2O2S:Eu3+,Bi3+ at 147 nm is mainly because the Bi3+ acts as a medium and effectively performs the energy transfer process: Y3+-O2→Bi3+→Eu3+,while the intense emission band at 172 nm is attributed to the absorption of the characteristic 1So-1P1 transition of Bi3+ and the direct energy transfer from Bi3+ to Eu3+.The Y2O2S:Eu3+,Bi3+ shows excellent VUV optical properties compared with the commercial (Y,Gd)BO3:Eu3+.Thus,the Y2O2S:Eu3+,Bi3+ can be a potential red VUV-excited candidate applied in Hg-free lamps for backlight of liquid crystal display.     

白色荧光粉NaGd（MoO4）2:Dy3+,Eu3+的水热合成及发光性能

采用谷氨酸辅助水热法合成了八面体形NaGd(MoO4)2:Dy3+,Eu3+白色荧光粉.X射线衍射结果表明,合成的样品为四方晶系的NaGd(MoO4)2纯相.扫描电子显微镜照片显示所制备的粒子为八面体形,各边长约为2μm.荧光光谱结果表明,在NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,yEu3+(y=0,0.5%,0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%)样品中,随着Eu3+掺入量的增加,Dy3+的发射峰逐渐减弱,而Eu3+的发射峰逐渐增强,说明Dy3+-Eu3+之间存在能量传递.通过色坐标图可知,当Eu3+掺杂量y=0.9%时,荧光粉的色坐标(0.338,0.281)与标准的白光色坐标(0.33,0.33)接近,表明NaGd(MoO4)2:4%Dy3+,0.9%Eu3+是很好的近紫外光激发下的白色荧光粉.