用EPR谱研究ZnS:Mn、Cu的Mn2+团形成和它对发光特性的影响

Mn2+浓度C(0.5%,0.6%)相同,而煅烧温度不同的DCEL ZnS:Mn、Cu粉未样品的EPR谱是不同的.用微机模拟EPR谱,计算出Mn2+团所占Mn2+的比例Cc/C.煅烧温度低于950℃时,Mn2+团比例随锻烧温度升高而减少,煅烧温度高于950℃时,六角晶相比例和Mn2+团比例同时随锻烧温度的升高而增加.分析表明,六角晶相有利于Mn2+间的间接电子自旋交换作用,在相同的掺Mn、Cu浓度条件下,对比立方晶相,它将使更多的Mn2+形成团,使材料的发光亮度降低.文中还讨论了锻烧DCEL ZnS:Mn、Cu材料的最佳温度问题.     

ZnS:Mn,Cu粉末ESR谱和发光特性的分析

本文用电子计算机模拟和拟合的方法分析不同浓度ZnS:Mn,Cu(ZnS:Mn)粉末的电子自旋共振(ESR)谱,从获得的有关Mn²⁺离子中心类型及其分布的信息,说明ZnS:Mn,Cu交流电致发光亮度对浓度的依赖关系(最高亮度对应大约0.7%g/g的Mn浓度),探讨材料制备过程中灼烧温度和冷却方式等条件的影响。     

用ESR研究ZnS微晶的相变

在ZnS和ZnS:Cu磷光体微晶中,共掺杂痕量的Mn2+,通过对ZnS晶体中的Mn2+离子的电子自旋共振(下面简写为ESR)超精细谱的监测,可以研究ZnS和ZnS:Cu微晶随制备时的煅烧温度升高引起的从立方相(β相)到六角相(α相)的相变。痕量Mn2+是一种灵敏的结构相变顺磁探针。     

用EPR谱研究ZnS:Mn、Cu的Mn~(2+)团形成和它对发光特性的影响

Mn~(2+)浓度C(0.5％,0.6％)相同,而煅烧温度不同的DCEL ZnS:Mn、Cu粉未样品的EPR谱是不同的.用微机模拟EPR谱,计算出Mn~(2+)团所占Mn~(2+)的比例Cc/C.煅烧温度低于950℃时,Mn~(2+)团比例随锻烧温度升高而减少,煅烧温度高于950℃时,六角晶相比例和Mn~(2+)团比例同时随锻烧温度的升高而增加.分析表明,六角晶相有利于Mn~(2+)间的间接电子自旋交换作用,在相同的掺Mn、Cu浓度条件下,对比立方晶相,它将使更多的Mn~(2+)形成团,使材料的发光亮度降低.文中还讨论了锻烧DCEL ZnS:Mn、Cu材料的最佳温度问题.     

退火处理对ZnS: Cu,Mn电致发光材料亮度的影响

ZnS系列电致发光已经在低亮度照明、液晶显示、汽车和航空仪表等领域得到广泛的应用.Mn、Cu是ZnS电致发光材料常用的激活剂,Mn²⁺在晶体中形成橙色发光中心,发光中心波长580nm;Cu⁺在晶体中不但形成发光中心,还形成发光所必需的Cu_xS,因此二者对发光亮度有明显的影响.由于ZnS:Cu,Mn橙色发光材料中的Mn掺杂量较大,影响了发光材料的内在结构,在灼烧过程中Mn化合物的其他成分还可能对发光材料的亮度产生了不利的影响,导致发光材料的亮度远低于蓝绿色材料.采用在退火过程中添加适量的Mn、Cu化合物,通过低温扩散的方式,使Mn²⁺均匀进入到ZnS晶格,获得了亮度较高的ZnS:Cu,MnACEL粉末材料.并对制备工艺中Cu、Mn含量、掺杂Mn化合物的形式、退火温度等对发光亮度的影响进行了讨论.实验中发现,在三种Mn化合物中(碳酸锰、乙酸锰、硫酸锰),以乙酸锰掺杂的材料亮度最高.得到Mn(以乙酸锰为添加物)的添加量为2%、Cu的添加量为0.1%、退火温度为700℃时,所制备的材料亮度最高.低温退火时掺杂Mn的材料亮度比常规材料的亮度高出1倍.     

退火处理对ZnS∶Cu,Mn电致发光材料亮度的影响

ZnS系列电致发光已经在低亮度照明、液晶显示、汽车和航空仪表等领域得到广泛的应用。Mn、Cu是ZnS电致发光材料常用的激活剂,Mn2+在晶体中形成橙色发光中心,发光中心波长580 nm;Cu+在晶体中不但形成发光中心,还形成发光所必需的CuxS,因此二者对发光亮度有明显的影响。由于ZnS∶Cu,Mn橙色发光材料中的Mn掺杂量较大,影响了发光材料的内在结构,在灼烧过程中Mn化合物的其他成分还可能对发光材料的亮度产生了不利的影响,导致发光材料的亮度远低于蓝绿色材料。采用在退火过程中添加适量的Mn、Cu化合物,通过低温扩散的方式,使Mn2+均匀进入到ZnS晶格,获得了亮度较高的ZnS∶Cu,Mn ACEL粉末材料。并对制备工艺中Cu、Mn含量、掺杂Mn化合物的形式、退火温度等对发光亮度的影响进行了讨论。实验中发现,在三种Mn化合物中(碳酸锰、乙酸锰、硫酸锰),以乙酸锰掺杂的材料亮度最高。得到Mn(以乙酸锰为添加物)的添加量为2%、Cu的添加量为0.1%、退火温度为700℃时,所制备的材料亮度最高。低温退火时掺杂Mn的材料亮度比常规材料的亮度高出1倍。     

ZnS:Cu,Nd,Cl薄膜电致发光出现受激发射的可能性

ZnS:Cu,Nd,Cl具有很好的直流电致发光,而且钕离子是一个稳定的发光中心,加之薄膜发光器件有两个平行电极,可以形成一个谐振腔.本文探讨了ZnS:Cu,Nd,Cl薄膜电致发光出现受激发射的可能性.在实验上发现,来自4F3/2到4I9/2和4I11/2能级之间的跃迁中某些谱线强度随外加电压的增加而非常迅速地增加,这很可能是能级之间出现粒子数反转,并在适当谐振条件下产生了受激发射.     

核-壳结构的ZnS:Cu/ZnS纳米粒子的制备及发光性质研究

制备了核-壳结构的ZnS:Cu/ZnS纳米粒子以及普通的没有壳的Cu2 掺杂的ZnS纳米粒子,研究了ZnS无机壳层对ZnS:Cu纳米粒子发光性质的影响.透射电子显微镜、激发光谱和发射光谱的研究表明,后加入的Zn2 离子在已经形成的ZnS核表面生长,形成ZnS壳层;而适当厚度的ZnS壳层可以钝化粒子表面,减少无辐射复合中心的数目,抑制表面态对发光的不利影响,提高ZnS:Cu纳米粒子中Cu2 离子在450 nm左右的发光强度.     

ZnS:Mn摩擦发光特性的研究

本文报道了ZnS:Mn具有良好摩擦发光性能。研究了ZnS:Mn发光中心Mn^2 及其含量以及样品的灼烧温度、灼烧时间等条件对样品发光特性的影响。优化浓度配比和制备条件制备出了较高摩抢擦发光效率的ZnS:Mn摩擦发光材料。摩擦发光机理可能是由于机械能使ZnS:Mn的电子从基态激发到激发态所致,而具有较高的摩擦发光效率可能来源于ZnS:Mn具有较宽的激发能量范围。     

核-壳结构的ZnS:Mn纳米粒子的荧光增强

采用反胶束方法制备了ZnS :Mn纳米粒子并对其进行了ZnS壳层修饰 ,采用发射光谱和激发光谱对其光学性质进行了研究。与未包覆的ZnS:Mn纳米粒子相比 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子来自于Mn2 离子的 5 80nm的发光增强了数倍 ,归因于ZnS壳增加了Mn2 离子到纳米颗粒表面的距离 ,减弱了Mn2 离子向表面猝灭中心的传递。样品制备后 ,核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子在 5 80nm的发光随时间略有增强 ,激发光谱的位置未发生明显变化 ,而未包覆的ZnS:Mn纳米粒子在 5 80nm的发光显著增强 ,同时自激活发光减弱 ,激发光谱明显发生红移 ,说明未包覆的ZnS :Mn纳米粒子的尺寸随时间增大 ,而核 壳结构的ZnS :Mn纳米粒子尺寸基本不变。     

Valency and solubility limit of Cu ions in cubic and hexagonal phases of ZnS:Cu:Mn:Dy(Cl) phosphors

Polycrystalline ZnS:Cu:Mn:Dy (Cl) phosphors with varying concentration of Cu and fixed concentrations of Mn and Dy have been prepared, XRD studies showed that the cubic — hexagonal phase transformation in the phosphors is a sensitive function of Cu concentration so that cubic phase dominates at higher Cu concentrations. It has also been found that Cu enters into the cubic ZnS phase as Cu⁺ while in hexagonal ZnS phase as Cu²⁺ and their solubility limits are around 0.1 wt.% and 0.25 wt.% respectively. Attempt has been made to confirm the existence of Cu⁺ in cubic phase and Cu²⁺ in hexagonal phase from EL emission spectra of the phosphors.     

激活剂Cu和Mn对ZnS相变和微结构的影响

为了深入研究交流粉末电致发光粉的发光机理,增加对荧光粉激发能量的输入,提高它的发光亮度,研究这种材料的微结构极为必要。但要在原子尺度上研究材料的结构和成分,目前仍十分困难。至今,人们对电致发光机理还没有统一认识,不能不说与此有关。     

Photophysical and photoluminescence properties of co-activated ZnS:Cu,Mn phosphors

ZnS:Cu,Mn phosphors were prepared by conventional solid state reaction with the aid of NaCl-MgCl₂ flux at 900 °C. The samples were characterized by X-ray powder diffraction, UV-vis absorbance spectra and photoluminescence spectra. All samples possess cubic structure. Cu has a much stronger effect on the absorption property of ZnS than Mn. Incorporation of Mn into ZnS host only slightly enhances the light absorption, while addition of Cu remarkably increases the ability of absorption due to ground state Cu⁺ absorption. The emission spectra of the ZnS:Cu,Mn phosphors consist of three bands centered at about 452, 520 and 580 nm, respectively. Introduction of Mn significantly quenches the green luminescence of ZnS:Cu. The excitation energy absorbed by Cu is efficiently transferred to Mn activators non-radiatively and the Mn luminescence can be sensitized by Cu behaving as a sensitizer (energy donor).     

二价铕激活的ZnS磷光体的发光

本文详细描述了ZnS:Eu2+磷光体的合成及光致发光性能。首次报导了这种发光材料的特殊长余辉特性。作者测量了热释发光光谱、不同温度下的发射特性的变化及荧光的激发、发射衰减时间,提出两类缔合Eu中心的模型。用不同的缔合Eu中心较好地解释了它的光谱特性及长余辉现象,认为光谱的两个发射带来自不同的缔合Eu中心,即550nm发射带对与ZnS导带电子陷阱相缔合的Eu中心有关,650nm带来自与电子陷阱和空穴陷阱缔合的Eu中心。发射的余辉主要与导带中某种电源电子陷阱存在有关。此外,本文还对与应用有关的阴极射线发光性能进行了报导。     

用电子自旋共振波谱研究ZnS:Mn结构相变的对数直线法

本文提出用电子自旋共振(ESR)波谱的对数直线法确定ZnS:Mn的结构相变温度,在研究微量掺杂离子影响ZnS微晶结构相变温度的实验分析中取得满意的结果,克服了X射线衍射对Mn²⁺浓度在10^-3—10^-6g/g范围内ZnS相变温度不能区分的困难。     

Luminescence properties of co-doped ZnS:Ni,Mn and ZnS:Cu,Cd nanoparticles

Transition metal doped ZnS:Ni and ZnS:Cu and co-doped ZnS:Ni, Mn and ZnS:Cu, Cd nanoparticles were synthesized through the chemical precipitation method in an air atmosphere. The XRD analysis of co-doped samples shows the formation of cubic phase. The average size of nanoparticles ranges from 3.6 to 5.5 nm. The formation of co-doped nanoparticles was confirmed by XRD and PL analysis. The PL spectra show that the obtained nanoparticles have good crystal quality. An optimum concentration of transition metals was selected in co-doped ZnS nanoparticles.     

ZnS:Ag的ESR及结构相变研究

ESR实验表明Ag在ZnS微晶中是以Ag⁺离子的形式存在,没有测到Ag²⁺离子的信号.以Mn²⁺为探针的ESR和X射线衍射分析研究发现,在ZnS微晶由立方点阵(β相)变为六角点阵(α相)的结构相变中,Ag⁺离子对相变的影响与掺杂浓度和煅烧温度有关,当掺Ag量为5×10^-4g/g时相变在1100~1200℃出现逆转现象.由Mn²⁺的ESR谱得出α相的朗德因子g为2.006,越精细常数a为6.76mT,β相的g为2.002,a为6.81mT.