共掺杂痕量Tb3+的Y2O2S:RE3+(Eu3+、Sm3+、Dy3+等)磷光体中Tb3+对RE3+能量传递的机理

共掺杂痕量的Tb3+,能使Y2O2S:RE3+ (RE3+=Eu3+、Sm3+、Dy3+等)磷光体的阴极射线和254nm紫外光激发下发光效率明显增强,此类增强的特点是:Tb3+浓度低(几十ppm),增强倍数高(1—6倍)和被敏化离子种类多。对一定浓度的痕量Tb3+,Sm3+和Dy3+浓度在10-5—10-2范围内,增强倍数为常数,而Eu3+随着浓度的增加、增强倍数逐渐减小,这表明Tb3+→RE3+不是共振能量传递。从激发光谱和Tb3+各条谱线强度变化的比例可判断能量传递不是光的再吸收。根据阴极射线激发后的热释光曲线以及增强倍数与温度(室温到液氮温度)关系实验,提出了能量传递模型。认为是Tb3+加入后形成等电子陷阱。它对空穴有大的俘获截面,并可以束缚一个激子。Tb3+→RE3+不是空穴类型的能量传递,而是在热扰动下束缚激子变为自由激子后引起的激子能量传递。     

Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响

采用高温熔融法制备了Dy3+或Tb3+单掺和Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy3+与Tb3+之间的能量传递关系以及Dy3+对Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响。实验结果表明：Dy3+/Tb3+共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃具有较高的密度和良好的可见区透过率,玻璃的网络结构是由[SiO₄]四面体和[AlO₄]四面体连接构成。在紫外光激发时,Dy3+单掺玻璃的发光源于Dy3+的4F_9/2→6H_15/2(483 nm),6H_13/2(576 nm)的跃迁发射,而Tb3+单掺玻璃的发光则源于Tb3+的5D₄→7F₆(489 nm),7F₅(544 nm),7F₄(586 nm)和7F₆(623 nm)的跃迁发射。对于Dy3+/Tb3+共掺玻璃,发射光谱则主要由Tb3+的荧光发射组成。通过对不同波长紫外光激发的发射光谱分析发现,Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中存在多种形式的能量传递。在以Dy3+的特征激发452 nm为激发波长时,Tb3+单掺玻璃的发光很弱。但随着Dy3+的引入,通过4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递,Tb3+发光得到敏化增强。Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而增强,Dy₂O₃含量为1 mol%时达到最大,更高Dy₂O₃含量的样品由于Dy3+的浓度猝灭,减少了向Tb3+的能量传递,发光强度减弱。当激发波长减小到350 nm时,Dy3+和Tb3+均被激发到更高的能级6P_7/2(Dy3+)和5L₉(Tb3+),此时除了4F_9/2(Dy3+)→5D₄(Tb3+)的能量传递外,还出现了5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。Dy3+掺杂浓度较低时,Dy3+→Tb3+能量传递作用较强,Tb3+发光得到敏化增强。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+→Dy3+能量传递作用增强。当Dy₂O₃含量超过0.4 mol%时,Tb3+→Dy3+能量传递强于Dy3+→Tb3+能量传递,减少了Tb3+的辐射跃迁发光,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度开始减弱。由于Gd3+向Dy3+或Tb3+均可进行有效的能量传递,因此在以Gd3+的特征激发274 nm为激发光时,Dy3+/Tb3+共掺玻璃中出现了Dy3+和Tb3+对Gd3+传递能量的竞争。随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+所获得的能量不断减少,同时伴随着Tb3+→Dy3+能量回传和Dy3+之间的无辐射交叉弛豫作用,Dy3+/Tb3+共掺玻璃的发光强度不断减弱。对Dy3+/Tb3+共掺闪烁玻璃中Tb3+的5D₄→7F₅荧光衰减曲线分析还发现,随着Dy₂O₃含量的增多,Tb3+的荧光寿命从2.24 ms缩短到1.15 ms,曲线从单指数形式变为双指数形式,进一步证明玻璃中存在5D₄(Tb3+)→4F_9/2(Dy3+)的能量回传。X射线激发发射光谱显示,Dy3+的引入对Tb3+激活闪烁玻璃的辐射发光具有很强的负面影响,而这种负面影响不足以通过Dy3+→Tb3+能量传递来弥补,因此Dy3+/Tb3+共掺玻璃的辐射发光强度随着Dy₂O₃含量的增多而不断减弱。由此可见,在Tb3+激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃中,不宜将Dy3+作为敏化剂,用于增强Tb3+的发光。     

Tb3+,Dy3+激活的LaBO3的发光和能量传递

本文研究了在紫外光激发下Tb3+,Dy3+单激活和Tb3++Dy3+共激活的LaBO3体系的发光性能和能量传递.结果表明,Dy3+,Tb3+共存时,Tb3+的发光强度远远大于无Dy3+时的发光强度,证明Dy3+对Tb3+有敏化作用,Dy3+→Tb3+能量传递机理为多极子相互作用的共振传递.     

YAG基质中Ce对Tb3+离子发光特性的影响

实验中发现,在YAG:Tb中加入痕量Ce后,可以使Tb3+离子5D4→7F跃迁显著增强,因而,改变了发射光谱的能量分布,提高了发光亮度,改善了电流和电压特性,揭示了改进和提高商用P53磷光体发光特性的可能性。实验表明,这种增强作用是由于Ce3+→Tb3+离子的能量传递所致。讨论了Ce3+→Tb3+能量传递机理,分析了传递过程。     

Eu3+在Y2O3-Bi2O3体系中发光性能的研究

Y2O3:Eu3+磷光体中的Eu3+在6100Å附近呈现很强的尖峰发射.这个磷光体虽然在阴极射线和短波紫外光(约2500Å激发下是十分有效的,但是对于长波紫外光激发却很不灵敏.Datta[2]於1967年报导在Y2O3:Eu3+磷光体中加入少量Bi3+,在3650Å长波紫外光激发下可增强Eu3+在6100Å的尖峰发射强度.     

Tb3+离子在固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S和(Gd0.9La0.1)2O2S中的发光

用稀土氧化物硫化法合成了固溶体发光材料(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb,并且用阴极射线和254nm紫外线两种激发方式测试了它们的发光性能.研究了固溶体(Y0.9Gd0.1)2O2S:Tb和(Gd0.9La0.1)2O2S:Tb中Tb3+离子5D3——7FJ和5D4——7FJ的能级跃迁强度随Tb3+离子浓度而变化的关系,以及它们的发光色度随激活剂Tb3+离子浓度的变化,探讨了Tb3+离子的浓度猝灭机理.     

Tb3+掺杂Y2O3纳米晶体中Tb3+离子4f5d跃迁及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Tb3 掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Tb纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应Tb3 掺杂浓度的体材料样品。测量了纳米和体材料样品的发射光谱、激发光谱、X射线衍射谱和荧光衰减曲线,并拍摄了不同粒径样品的透射电子显微镜(TEM)照片。研究纳米Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 离子的4f5d跃迁发现,由于在近表面的低结晶度环境和颗粒内部的高结晶度环境中Tb3 离子4f5d跃迁对应的激发峰位置不同,不同粒径样品中处于这两种环境的Tb3 离子比例也不同,激发谱的谱线形状存在较大差别,还对Tb3 离子的能量传递进行了研究,发现Y2O3∶Tb晶体粉末中Tb3 的(5D3,7F6)→(5D4,7F0)能量传递类型为受纳米限域效应影响很大的电偶极电偶极相互作用;引起5D4→7F5(543nm)发光浓度猝灭的是不同Tb3 离子5D4能级之间交换相互类型的能量传递,此类型的能量传递受纳米限域效应影响较小。     

一种新型可协调绿色荧光材料BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+的发光性质与能量传递

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+,Ce3+系列的荧光材料,讨论了Tb3+,Ce3+单掺及Tb3+,Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理,分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程.通过对样品进行XRD,荧光光谱,色坐标等测试.结果表明,Tb3+,Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构.BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光,发光峰分别位于487,545,583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)特征发射.Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置,但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性,发光强度有了明显的增强,而且颜色也具有一定的协调性,使其在实际运用方面具有更大的灵活性.发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用,还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系.通过猝灭法计算了,Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm,并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的.通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%.     

Ce3+和Tb3+, Eu3+在六方NaLnF4(Ln=La,Gd或Y)中的发光和能量传递

本文报道Ce3+掺杂和Ce3+—Tb3+、Ce3+—Eu3+共掺杂的六方NaLnF4(Ln=La,Gd或Y)发光体的研究结果:氟配位环境使Ce3+在300nm附近发射并有很低的猝灭浓度;阳离子缺陷发光中心可能形成于NaGdF4基质中并被Ce3+—Gd3+共同敏化;Ce3+的发光可以因Tb3+掺杂而增强,反过来Ce3+亦会使Tb3+的5D3/5D4发射强度比减小;Ce3+含量增加使Eu3+的5D2/5D1及5D2/5D0发射强度比减小,这与Ce3+的2F5/2→2F7/2跃迁和Eu3+的5D2→D1跃迁能级差匹配而产生共振能量传递有关。     

Dy3+含量对Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃发光性能的影响

通过控制Dy3+的掺杂浓度,制备出了不同浓度的Eu2+,Dy3+单掺和共掺高硅氧发光玻璃,测试其激发和发射光谱,讨论了Dy3+浓度对Eu2+,Dy3+共掺样品发光性质的影响。结果表明,Eu2+,Dy3+共掺高硅氧发光玻璃中存在Dy3+向Eu2+的无辐射能量传递现象,且Dy3+的引入会使高硅氧发光玻璃中Eu—O的共价作用减弱,造成Eu2+发射峰蓝移;随着Dy3+浓度的增加,Dy3+→Eu2+能量传递增强,Eu2+发光增强;Dy3+含量继续增加,则Dy3+发光出现浓度猝灭,且Dy3+→Eu2+能量传递减弱。     

下转换材料β-NaYF4:Tb3+,Yb3+的水热法合成和发光性质研究

利用水热法合成了粉末发光材NaYF4∶Tb3+,Yb3+。分别用X射线衍射(XRD),光致发光谱(PL)和激发谱(PLE)测试了合成材料的物相结构和发光性质。研究结果表明:合成的NaYF4∶Tb3+,Yb3+材料为六方相的晶体,无立方相的。改变Tb3+和Yb3+的掺杂浓度后晶格结构没有变化,说明离子Tb3+和Yb3+取代的是Y3+离子的晶格位置。在355nm脉冲激光激发下,检测到了Tb3+的5 D3→7 FJ(J=5-0)和5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)可见波段特征发射光和Yb3+950～1 050nm(2 F5/2→2 F7/2)的近红外发光,研究了可见和近红外的发射强度随Yb3+掺杂浓度的变化,表明Tb3+和Yb3+之间存在能量传递,其可能的能量传递方式是共合作能量传递过程。当Tb3+和Yb3+的掺杂摩尔浓度分别是1mol%和6mol%时具有最强的近红外发射。     

Ce~(3+)、Tb~(3+)在SrZnP_2O_7材料中的发光及能量传递

采用高温固相法制备了Ce3+、Tb3+激活的SrZnP2O7材料,并研究了材料的发光性质。在290 nm紫外光激发下,SrZnP2O7∶Ce3+材料的发射光谱为双峰宽谱,主峰位于329 nm。SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射光谱由420,443,491,545,587,625 nm六个峰组成,分别对应Tb3+的5D3→7F5、5D3→7F4、5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3特征发射;监测545 nm最强发射峰,所得激发光谱覆盖200~400 nm,主峰为380 nm。研究了Ce3+、Tb3+在SrZnP2O7材料中的能量传递过程,发现,Ce3+对Tb3+具有很强的敏化作用,提高了SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,当Ce3+摩尔分数为3%时,SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度提高了近2倍。引入电荷补偿剂可提高SrZnP2O7∶Tb3+材料的发射强度,其中以掺入Li+和Cl-时效果最明显。     

Y_2O_3纳米晶体中Ln~(3+)(Ln=Tb,Tm,Eu)发光浓度猝灭及能量传递的研究

采用燃烧法制备了不同Ln3+(Ln=Tb,Tm,Eu)掺杂浓度和不同粒径的Y2O3:Im纳米晶体粉末样品,并通过高温退火获得了相应掺杂浓度的体材料样品.测量了纳米和体材料样品的发射光谱、XRD谱并拍摄了不同粒径样品的TEM照片.研究了纳米Y2O3:Ln晶体粉末中发光中心的浓度猝灭现象和不同发光中心之间的能量传递行为.研究发现,在Y2O3纳米晶体粉末中,Tb3:5D4→7F5和Eu3+:5D0→7F2发光的浓度猝灭与体材料中相似,而Tb3+:5D3→7F5和Tm3+:1D2→3H4发光的猝灭浓度明显高于体材料.这是因为纳米微晶的界面会阻止能量传递的进行,产生较强的尺寸限制效应,抑制发光材料中发光中心之间能量传递的进行,但不同类型的能量传递对粒径尺寸变化的依赖关系不同.尺寸限制效应对长程相互作用类型的能量传递(如电偶极一电偶极相互作用)的抑制作用明显,对短程相互作用类型的能量传递(如交换相互作用)的影响较小.     

CexGdyTb1-x-yP5O14晶体生长及其光谱

采用蒸发溶液法从磷酸溶液中生长出一系列CexGdyTb1-x-yP5O14晶体.测定了它们的结构.它们属于单斜晶系,空间群P21/c.测定了Ce0.9Gd0.1P5O14、Ce0.9Tb0.1P5O14和La0.8Gd0.1Tb0.1P5O14等晶体的光谱.首次观察到,将Gd加入CexTb1-xP5O14晶体中形成.CexGdyTb1-x-yP5O14时阻碍了Ce3+→Tb3+的能量传递,导致Ce3+的发射峰增强,Tb3+的5D4-FJ发射峰减弱、而5D3-7FJ发射峰增强.     

Ln(BO_3,PO_4)[Ln=La,Y]基质中Ce~(3+)、Tb~(3+)、Gd~(3+)的光谱

研究了硼磷酸镧和硼磷酸钇基质中Ce3 +、Tb3+、Gd3+的发射光谱和激发光谱。结果表明 :La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+的发射降低 ,Tb3+的发射增强 ;Y(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb体系中加入钆后 ,Ce3+和Tb3 +的发射均增强 ,且前者增加的幅度高于后者。因此在La(BO3,PO4 ) :Ce ,Tb ,Gd体系中Gd3+离子起着能量传递中间体和敏化剂的作用 ;在Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd体系中Gd3 +离子只起敏化剂作用 ,并且阻碍Ce3+→Tb3+的能量传递。与Y(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd相比 ,La(BO3,PO4 ) :Ce,Tb ,Gd对紫外吸收强 ,2 5 4nm激发下发出的光绿色纯度高 ,强度大 ,更适合做荧光灯中的绿粉     

ZnO∶Tb3+纳米晶的制备及发光性质研究

利用溶胶-凝胶法（Sol-Gel）制备了不同浓度的ZnO∶Tb3+纳米晶，测量了样品的光致发光谱(PL)和激发谱(PLE).在ZnO宽的可见发射背景上，观察到样品在485 nm、544 nm、584 nm和620 nm附近出现了稀土Tb3+的特征发射.给出了ZnO∶Tb3+纳米晶光致发光的峰值强度随掺Tb3+浓度的变化关系，分析了稀土Tb3+的激发态5D4→7F6、5D4→7F5和5D4→7F4的发射机制，证实了稀土Tb3+的特征发射来源于稀土离子内部4f电子的f-f跃迁和ZnO基质与稀土Tb3+离子之间能量传递.     

LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+与Tb3+间能量传递

本文利用毫微秒技术在ns秒量级测量了不同浓度组分的LaOBr:Ce3+,Tb3+中Ce3+发射带的衰减常数τCe值和时间分辨光谱,确立了Ce3到Tb3+能量传递过程模型,建立了动力学方程和导出能量传递的计算公式。据此计算出Ce3+到Tb3+的能量传递几率和效率,得出Ce3+,Tb3+的最佳浓度。     

Yb3+和Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发光

在980 nm LED激光器激发下,研究了Yb3+-Er3+共掺杂的Y2O3,Y2O2S和NaYS2粉末材料的上转换发射特性。比较了Y2O3∶0.20 Yb3+,0.03Er3+和Y2O2S∶0.20 Yb3+,0.03Er3+以及NaYS2:0.20 Yb3+,0.03Er3+粉末样品的上转换发光光谱,探讨了Er3+上转换发射对基质的依赖性,分析了S2--Yb3+和S2--Er3+电荷转移态对Yb3+-Er3+间能量传递和能级间跃迁几率的影响,借助于能级图解释了在不同基质中Yb3+-Er3+间的能量传递和Er3+的上转换发光机制。     

Sr_4Al_(14)O_(25)∶RE~(3+)(RE=Eu,Ce,Tb)中稀土离子的发光性质

采用高温固相反应合成了Sr4Al14O25∶RE3+(RE=Eu,Ce,Tb)样品,研究了其中Eu3+,Ce3+和Tb3+的光谱性质,以及Ce3+与Tb3+共掺时的能量传递现象;发现Eu3+,Ce3+和Tb3+占有两个格位,与Eu2+在此基质中的情况相似;在Tb3+的发射光谱中同时观察到了来自5D3与5D4的发射,表明两能级间无辐射跃迁过程不显著;Ce3+对Tb3+有敏化作用。     

Y2O3双掺杂Eu3+,Tb3+的光谱性能及能量传递过程

采用溶胶凝胶法制备不同配比的Y2O3∶Eu3+、Y2O3∶Tb3+和Y2O3∶Eu3+,Tb3+荧光粉.并通过XRD、SEM和激发、发射光谱对其结构和发光性能进行了研究,用能级图解释了激活剂之间的能量传递关系.结果表明,材料结晶良好,粒度分别为20、31nm和17nm左右,样品形貌类似片状结构.(Y110Eu)2kO3和(Y110Tb)2kO3配比时相对发光强度最高.而共掺杂时,存在着强烈的Eu3+向Tb3+的能量转移,导致红色发光强度的降低而敏化了绿光和蓝光的发射.分析可知,除了激活剂的含量对发光性能有强烈的影响之外,不同的激发波长对体系混合光的形成有很大的影响.当在305nm的激发波长下,可以得到红绿蓝混合光,实现了通过一种荧光粉的激发,发射出近白色的光.为改变灯用三基色荧光粉的组成并降低成本奠定了有利的实验基础.