2018年6期 电子期刊

研究了白光LED用K₂SiF₆：Mn⁴⁺红色荧光粉湿热环境下的发光性能劣化规律及机理。结果表明,环境中水汽的侵蚀可导致K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉发光性能劣化,且温度升高可加剧该劣化过程。85%湿度/70℃下处理6 h,K₂SiF₆：7%Mn⁴⁺荧光粉相对亮度降至初始值的25%。荧光粉中Mn⁴⁺含量越高,湿热条件下的性能劣化越显著。基于湿热处理前后荧光粉的XRD、表面形貌以及光学性能的对比分析,发现湿热环境下K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉的劣化主要是由于表面水汽侵蚀产物强吸收400~700 nm的可见光,降低荧光粉的激发效率以及再吸收荧光粉的发射光。水热后处理可使K₂SiF₆：Mn⁴⁺荧光粉颗粒尺寸增大,结晶性提高,从而显著改善其耐水性。85%湿度/70℃下处理6 h,水热后处理K₂SiF₆：7%Mn⁴⁺荧光粉的相对亮度仍可保持初始值的80%。     

白光LED用红色发光粉LiGd(MoO_4))2:Eu~(3+)的制备和发光特性

采用高温固相法制备了LiGd1-xEux(MoO4)2钼酸盐红色发光粉,利用XRD和发光光谱技术对粉体进行了性能表征。结果表明:该系列发光粉均为四方晶系的白钨矿结构,能够被近紫外光(395nm)有效激发,产生Eu3+的5D0→7F2特征跃迁红光发射(616nm)。x=0.4时,即LiGd0.6Eu0.4(MoO4)2样品的发光强度超过商用红粉Y2O2S:Eu3+发光强度的5倍,虽然比未加入Gd样品LiEu(MoO4)2的发光强度略低,但LiGd0.6Eu0.4-(MoO4)2样品的组分中却减少了60%的Eu用量,明显降低了原料成本,更具实用价值,有希望成为白光发光二极管的红色发光材料。     

2018年7期 电子期刊

采用自蔓延燃烧法制备了不同镨掺杂浓度的12CaO·7Al₂O₃：Pr³⁺（C12A7：Pr³⁺） X射线影像存储荧光粉。在232 nm激发下,发现Pr³⁺掺杂摩尔分数为0.3%的荧光粉位于486 nm的蓝光发射峰呈现最大的发光强度。对C12A7：0.3% Pr³⁺样品进行真空热处理后,C12A7笼中的O^2-基团数量减少,同时类F⁺色心的空笼子的数量增多,导致陷阱数目增加和光激励发光强度增大。热释发光实验表明：C12A7：0.3% Pr³⁺样品中存在两个深陷阱,陷阱深度分别约为0.69 eV和0.80 eV;经过真空热处理后的C12A7：0.3% Pr³⁺荧光粉,陷阱深度变深,陷阱数目增多,光存储性能变好。当吸收的X射线剂量为5.2 Gy时,可以实现分辨率较高的X射线成像。实验结果表明,镨掺杂C12A7荧光粉在计算机X射线摄影领域有潜在的应用前景。     

2018年10期 电子期刊

采用自蔓延燃烧法结合高温热处理方法制备了镝离子掺杂浓度不同的七铝酸十二钙（12CaO·7Al₂O₃:x% Dy³⁺,C12A7:x% Dy³⁺） X射线荧光粉材料。实验发现,该系列荧光粉在350 nm激发下,可观察到位于486 nm和575 nm的两个发光峰,其分别来源于Dy³⁺离子的⁴F_9/2→⁶H_15/2和⁴F_9/2→⁶H_13/2跃迁。当镝掺杂摩尔分数为0.3%时,两个发光峰的发射强度最大。在氮气气氛下,1 300℃热处理C12A7:x% Dy³⁺荧光粉后,与未热处理样品相比,笼中OH^-基团减少,导致其光激励发光强度显著增大,并产生了更多的深陷阱。通过使用氮气气氛热处理后的C12A7:0.3% Dy³⁺粉末制成的成像板,以包覆有绝缘层细电线为成像目标,发现在合适的X射线吸收剂量下（0.54 Gy）,可以实现高质量的X射线成像。以上实验结果表明,镝掺杂的七铝酸十二钙X射线荧光粉材料在数字化静态X射线图像目标检测技术中有潜在的应用前景。     

2018年5期 电子期刊

研究了不同Mn/Pb量比的Mn掺杂CsPbCl₃（Mn：CsPbCl₃）钙钛矿量子点的发光性质。Mn/Pb的量比增加引起的Mn²⁺发光峰的红移,被认为是来源于高浓度Mn²⁺掺杂下的Mn²⁺-Mn²⁺对。进一步研究了Mn：CsPbCl₃量子点的发光效率与Mn/Pb的量比之间的关系,发现随着量比达到5：1时,其发光效率明显下降。这种发光效率下降是由于Mn掺杂浓度引起的发光猝灭。Mn：CsPbCl₃量子点的变温发光光谱证实,随着温度的升高,Mn离子发光峰蓝移,线宽加宽,但其发光强度明显增加。     

2018年11期 电子期刊

红外长余辉技术在生物成像探测及夜视保密探测等领域有着广阔的应用前景。本文结合该领域近期的一些进展,对红外长余辉的定义、发光离子的选择、发光动力学过程以及红外长余辉激发谱学技术等几方面进行了简要阐述。在阐述过程中也着重指出了红外长余辉领域今后的几个可能学术研究方向。     

Eu3+掺杂Gd2W2O9和Gd2（WO4）3纳米荧光粉发光性质研究

采用共沉淀法制备了不同Eu3+掺杂浓度的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料.通过对纳米材料样品的X射线衍射谱(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)照片的观察和分析,对样品的结构和形貌进行了表征.测量了各样品的发射光谱、激发光谱,计算了各样品的部分J-O参数和Eu3+5D0能级量子效率,绘制了不同基质中Eu3+发光的浓度猝灭曲线,对Eu3+掺杂的Gd2W2O9和Gd2(WO4)3纳米发光材料的光致发光性质进行了研究.实验结果证明,与较常见的Gd2(WO4)3:Eu一样,Gd2W2O9:Eu中Eu3+5D0→7F2跃迁的红色发光也能被395nm和465nm激发光有效激发,具有近紫外(蓝光)相对激发效率高,猝灭浓度大的优点,有潜力成为高效的近紫外(蓝光)激发白光LED用红色荧光粉材料.     

Cr3+单掺杂及Eu3+/Cr3+共掺杂GdAlO3近红外长余辉发光纳米粒子的制备、微结构及光学特性

同时可作为磁共振成像造影剂与近红外余辉光学成像光学探针双功能的纳米粒子,在生物医学领域具有重要的应用价值。采用自蔓延燃烧法制备了不同掺杂浓度的GdAlO₃∶x%Cr3+及GdAlO₃∶1%Cr3+, y%Eu3+近红外长余辉发光纳米粒子。并采用X射线衍射、扫描电子显微镜、激发和发射光谱及发光动力学分析等技术手段,较系统地研究了其微结构及光学特性。实验结果表明,Cr3+取代了GdAlO₃中的Al3+的格位,单掺样品的平均粒子尺寸约为202 nm。GdAlO₃∶x%Cr3+样品的激发谱显示,激发峰来源于Cr3+和Gd3+的跃迁;在583 nm的激发下,在650～750 nm近红外范围内,出现四个近红外光发射峰。其中,725 nm处的发射峰归属为禁戒跃迁2E到4A₂的零声子线, 700和750 nm处的发射峰则为声子边带的发射。在0.2%～2.0%的掺杂浓度范围内,随着Cr3+掺杂浓度的增加,这些发射峰的强度先增强后减弱,最优浓度为1%。而位于735 nm处的发射峰强度随Cr3+浓度增大而增大,其归属于Cr3+-Cr3+对的发光。同时,单掺样品可观察到位于725 nm的长余辉发光,其中GdAlO₃∶1%Cr3+纳米粒子的余辉时间最长,并超过30 s。在上述Cr3+最优浓度（1%）基础上,通过Eu3+取代GdAlO₃基质中Gd3+的格位,实现了Eu3+/Cr3+共掺杂。实验发现,在266 nm激发下,在红光区域范围内可观察到以位于614 nm处的发射为主的一系列发射峰。尤其,由于存在Eu3+到Cr3+的能量传递,在近红外区出现了位于725 nm处Cr3+的近红外发射峰。当Eu3+浓度为13%时,与Cr3+单掺杂样品相比,其样品的平均粒子尺寸虽然减小到167 nm,但在275 nm紫外光照射5 min停止后,发现共掺样品在位于725 nm处Cr3+的余辉发光强度明显增强。通过比较分析单掺和共掺样品的吸收和发射光谱及发光动力学的结果,验证了由于Eu3+到Cr3+的持续能量传递可引起较显著地近红外余辉发光增强的结论。同时,该研究为设计新型的近红外长余辉发光纳米材料提供了新的思路。     

2018年4期电子期刊

稀土有机配合物具有优异的发光性能,但其内在缺陷如较低的稳定性和较差的加工性等则限制了它们的实际应用。离子液体稳定性和溶解性能均较好,将稀土配合物和离子液体结合可以有效地弥补上述不足,同时可以赋予材料更多奇特和优异的性能,从而增强它们的实用性。本文主要介绍了一些典型的含离子液体和稀土配合物的发光材料体系,阐明了离子液体在这些体系中的地位及作用,并对这类材料未来的应用及发展前景作了展望。     

2018年2期电子期刊

光诱导功能退化是胶体量子点在应用中面临的主要挑战之一,本文针对这一问题研究了使用磁控溅射沉积SiO₂薄膜形成钝化层来提高CdSe/ZnS量子点发光稳定性的方法。首先,通过三正辛基膦辅助连续离子层吸附反应方法合成了615 nm发光的红色CdSe/ZnS量子点。然后将量子点旋涂在SiO₂/Si基片上,再通过磁控溅射方法在量子点上沉积了厚度为20 nm的SiO₂薄膜作为钝化层。使用连续波激光光源分别在空气气氛和真空条件下照射样品,研究了经过不同照射时间后钝化和未钝化量子点的稳态光致发光光谱。结果表明,随着照射时间的延长,没有SiO₂钝化的量子点的PL强度显著降低、PL峰值发生蓝移、FWHM不断增大。对比研究发现,由于SiO₂薄膜能够阻挡空气中的水和氧,减缓了量子点表面的光诱导氧化现象,因此显著提高了CdSe/ZnS量子点的稳定性。     

Eu3+激活K2CaP2O7荧光粉的制备和发光性质

采用高温固相法制备了系列不同浓度Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇红色荧光粉。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱和荧光寿命曲线等手段对荧光粉的物相结构、形貌以及发光性质进行了研究。结果表明所制备的荧光粉均属于单斜结构,Eu³⁺离子掺杂没有引起晶体结构明显变化,荧光粉形貌不规则,颗粒为微米量级且部分发生团聚。在393 nm紫外光激发下,荧光粉显示出红光发射,最强发射峰位于613 nm。Eu³⁺离子掺杂浓度对发光强度有显著影响,最佳掺杂摩尔分数为0.08,由此计算能量传递临界距离为1.61 nm。荧光寿命受掺杂浓度影响较小,当Eu³⁺掺杂摩尔分数为0.005~0.10时,荧光寿命在2.45~2.58 ms范围内。变温发射光谱显示,测试温度为150℃时,荧光粉的发光强度为室温的73%。研究表明,Eu³⁺离子掺杂的K₂CaP₂O₇是性能较好的红色荧光粉。     

溶胶-凝胶法合成Sr3MgSi2O8:Eu3+ 红色荧光粉及其发光性能

采用溶胶-凝胶法合成了Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉,并通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)以及荧光光谱(PL)、X射线光电子能谱(XPS)等分析方法,对不同烧结温度(950,1 050,1 150,1 250℃)热处理4 h后得到的粉体的物相、形貌及发光性能进行了表征分析。由XRD表征结果可知,制备出的样品为正交晶系的Sr_3MgSi_2O_8;由扫描电镜及比表面积的测试结果可知,经过1 150℃热处理得到的荧光粉具有最大比表面积,可达到90.213 1 m~2/g,且粒径大小均一;由红外光谱图可知:样品中含有Si—O—Si、Mg—O和Sr—O化学键;在394 nm的激发波长下,所有样品在614 nm和702 nm处出现了强发射峰,分别对应于Eu~(3+)的~5D_0→~7F_2和~5D_0→~7F_4跃迁,属红光发射。随着热处理温度的升高,样品所对应的发射峰强度呈现出先增大后减小的变化趋势,即出现温度猝灭效应;经1 150℃热处理合成的Sr_3MgSi_2O_8∶Eu~(3+)红色荧光粉的发光性能最好,即最佳的热处理温度为1 150℃。     

Ba3WO6:Eu3+红色荧光粉的结构及其发光特性

以高温固相法成功合成了一系列Eu³⁺离子激活Ba₃WO₆红色荧光粉。分别采用X射线衍射（XRD）和荧光光谱（FL）对样品的晶体结构和发光性能进行了表征。结果表明,样品均具有立方晶系的双钙钛矿结构;Eu³⁺离子的激发谱由一个宽带（包括Eu³⁺-O^2-和W⁶⁺-O^2-电荷转移带）和若干个窄峰（4f-4f电子跃迁）组成,而跃迁⁵D₀→⁷F₁和⁵D₀→⁷F₂则构成了发射谱的主要部分。调整原材料中BaCO₃和WO₃的量的比,XRD的主衍射峰位发生红移至与标准谱完全吻合,发光强度有所提升并分析了原因。Eu³⁺离子的临界摩尔分数为0.05,临界距离（R_c）为1.263 4 nm。在314 nm或394 nm激发光下,样品发出红光（λ_max=596 nm）,色坐标为（0.618,0.342）,在LED照明、显示等领域具备一定潜力。     

Y3+和Gd3+对LaBO3:Eu3+发光粉结构和发光性能的影响

采用溶胶凝胶-燃烧法合成了系列不同掺杂浓度Y³⁺和Gd³⁺的LaBO₃∶Eu³⁺发光粉,对其结构、形貌和发光性能进行了表征。XRD研究结果表明：发光粉的结构与基质掺杂离子的种类和掺杂浓度有关系。荧光光谱结果表明：适量比例Y³⁺和Gd³⁺离子掺杂将提高LaBO₃∶Eu³⁺发光粉的发光强度。Y³⁺和Gd³⁺离子最佳掺杂摩尔分数分别为1.5%和12.5%。⁵D₀→⁷F₂与⁵D₀→⁷F₁跃迁发射的相对强度比值说明：掺杂改变LaBO₃∶Eu³⁺中Eu³⁺局域环境的对称性。发光性能改变主要受晶体结构、掺杂离子电负性影响。Gd³⁺离子掺杂更有利于发光粉结构稳定性和发光性能的改善。     

CaMoO4：Eu3+,Bi3+,Li+红色荧光粉的共沉淀制备与表征

采用共沉淀法合成了红色荧光粉Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺及Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25-2x³⁺, Bi_x³⁺,Li_0.25+x⁺,并采用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱,扫描电镜(SEM)和荧光光谱(PL)测定分析了其结构形貌特征及发光性能。结果表明：制备的CaMoO₄：Eu³⁺,Bi³⁺,Li⁺红色荧光粉为白钨矿结构,颗粒尺寸约为0.5~1 μm。掺杂Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25-x³⁺,Bi_x³⁺的相对发光强度明显高于未掺Bi³⁺的Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺荧光粉。Bi³⁺离子的掺杂将吸收来的能量传递给激活离子Eu³⁺,起到了能量传递的作用。当Bi³⁺掺杂量为x=0.005时,在395 nm激发下,主发射峰在616 nm处的相对发光强度最大,但掺杂浓度过高时会出现浓度猝灭现象。另外,电荷补偿剂的掺入能够解决材料中因同晶取代引起的电荷不平衡的问题,以Li⁺作电荷补偿剂、Eu³⁺和 Bi³⁺共掺合成的Ca_0.5MoO₄：Eu³⁺_0.23,Bi_0.01³⁺,Li⁺_0.26红色荧光粉的发光性能强于Ca_0.75MoO₄：Eu_0.25³⁺、Ca_0.5MoO₄：Eu_0.25³⁺, Li_0.25⁺及Ca_0.75MoO₄：Eu_0.24³⁺,Bi_0.01³⁺。     

红色荧光粉La2Mo2O9:Eu3+,W6+的制备及发光性能

采用高温固相法合成出La₂Mo₂O₉:Eu³⁺,W⁶⁺系列红色荧光粉,其结构为立方晶系的β- La₂Mo₂O₉。在395 nm光激发下,样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺发射出很强的红光,最强发射峰位于616 nm处。适量地掺杂W⁶⁺离子可以提高样品的激发和发射强度,在395 nm光激发下,La_1.40Mo_1.84O₉:0.60Eu³⁺,0.16W⁶⁺荧光粉的Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₂跃迁发射强度最大,是样品La_1.40Mo₂O₉:0.60Eu³⁺的1.23倍。最后,将La_1.40Eu_0.60Mo_1.84O₉:0.16W⁶⁺荧光粉与~395 nm发射的InGaN芯片一起制作成红光发光二极管(LED),该LED发射出很强的红光。     

阴离子取代合成Sr3LaAxV3-xO12:Eu3+(A=Mo,W)白光荧光粉

通过高温固相法合成Sr₃LaA_xV_3-xO₁₂:Eu³⁺（A=Mo,W）荧光粉,利用MoO₄^2-和WO₄^2-取代基质中部分VO₄^3-,改变基质组成和结构,进而影响基质和激活剂Eu³⁺离子的发光性能。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和荧光分光光度计对所合成样品的物相、形貌、荧光性能及荧光寿命进行表征。研究表明,MoO₄^2-和WO₄^2-的部分掺杂对基质发光位置和强度均有影响,能明显减弱VO₄^3-的发光,但对Eu³⁺离子发光影响不大,添加电荷补偿剂F^-可以加强VO₄^3-对Eu³⁺离子的能量传递。通过调整基质VO₄^3-发光和Eu³⁺离子发光,可以得到单一基质的白光荧光粉。初步探讨了阴离子掺杂对Eu³⁺离子红光发射增强的机理。     

一种LED用红色荧光粉BaZn2(BO3)2：Eu3+的合成与发光性能研究

通过高温固相法制得双峰可调节本征半导体发光BaZn₂（BO₃）₂：Eu³⁺荧光粉,此类荧光粉在300~400 nm的紫外波段有很强的吸收。在375 nm的紫外光激发下,该荧光粉产生了两个宽带的发射峰,分别位于550 nm和615 nm处。并且,在395 nm的紫光激发下,荧光粉会由于Eu³⁺离子的⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁产生一个位于615 nm的强宽发射峰,这表明Eu³⁺离子占据了反演对称中心的位置,取代了BaZn₂（BO₃）₂中部分的Ba²⁺离子。当Eu³⁺的摩尔分数达到10%时,发生浓度猝灭。在不同浓度的Eu³⁺离子的掺杂下,BaZn₂（BO₃）₂：Eu³⁺荧光粉的发光从黄色延伸到红色,实现了荧光粉的色度可调。     

白光发光二极管用SrGdLiTeO_6:Eu~(3+)红色荧光粉的浓度猝灭和温度猝灭行为

采用高温固相法成功合成出双钙钛矿结构SrGd_(1-x)LiTeO_6:xEu~(3+)(x=0.1-1.0)红色荧光粉,并采用X-射线衍射、漫反射光谱、光致发光光谱、电致发光光谱等测试手段对粉体的结构、光致发光特性以及发光二极管器件的光色电特性进行了系统研究.激发光谱、发射光谱和荧光衰减曲线测试结果表明Eu~(3+)的最佳掺杂浓度为x=0.6,更大的掺杂量会引起浓度猝灭.基于van Uitert浓度猝灭公式,提出一种更准确的表达形式用于拟合、分析能量传递类型,揭示出电偶极-电偶极作用导致浓度猝灭.Judd-Ofelt理论计算得出较高的跃迁强度参数和量子效率,说明高度畸变的非心C_1晶体场促使高效的超灵敏跃迁红光发射.在423 K时积分发光强度达到室温时的85.2%,热激活能经计算为0.2941 eV.基于此样品的发光二极管能够发出明亮的红光.综上所述,该类荧光粉表现出良好的发光效率、色纯度以及发光热稳定性,是一种潜在的近紫外激发白光发光二极管用红色荧光粉.     

近红外光诱导下NaYbF4:Tm3+,Eu3+ 体系中Eu3+的上转换发光

利用水热法制备得到NaYbF₄:0.01%Tm³⁺,20%Eu³⁺上转换材料,利用X射线衍射分析、扫描电子显微镜及光谱测试技术分别对其进行了结构、形貌以及光谱性质的表征。在980 nm近红外激光激发下,得到了Eu³⁺的可见到紫外范围的上转换荧光发射。分析表明:共掺杂NaYbF₄纳米材料中Tm³⁺到Eu³⁺离子的能量传递对布居Eu³⁺离子的激发态能级,获得Eu³⁺的上转换发光起着至关重要的作用。另外,在实验中首次获得了Eu³⁺对应于³P₀→⁷F_j (j=0,1,2)能级跃迁的上转换光发射。