绿色荧光粉Ba2-xB2O5:xTb3+的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了Ba2-xB2O5:xTb3+绿色荧光粉。XRD图谱表明合成物质为纯相的Ba2B2O5晶体。该样品在256 nm(4f8→4f75d1)处有最强激发;有4个发射峰,分别位于489 nm(5D4→7F6),545 nm(5D4→7F5),585 nm(5D4→7F4)和622 nm(5D4→7F3);其中在545 nm处有最强发射。随着Tb3+掺杂浓度的不同,激发峰与发射峰的强度先增大后减小,当x=0.7时最佳。研究了电荷补偿剂Na+对发光性能的影响,样品的发射光谱强度随Na+掺杂浓度的增大而增大,当掺杂浓度达到或超过Tb3+浓度后发射光谱强度下降。     

ZrO2∶Tb3+纳米晶的离子交换法制备及其发光特性

以强碱性阴离子交换树脂为交换介质,采用离子交换法制备了稀土Tb3+离子掺杂的ZrO2:Tb3+纳米晶.通过XRD,TG-DSC,TEM,HRTEM等手段分析了样品制备过程的物相变化及晶粒形貌,用荧光光度计研究了样品的三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱.结果表明:前驱沉淀物经800℃焙烧处理2 h,制备出近方型形貌,颗粒分散性好、尺寸约为40 nm的四方相ZrO2:Tb3+纳米晶.当焙烧温度升高到900℃以上时样品出现了少量单斜晶相,而经800℃焙烧处理的纯Zr02是以四方相和单斜相同时存在.说明稀土Tb3+离子的掺杂对ZrO2基质的四方晶相起到稳定作用.由ZrO2:Tb3+)的等角三维荧光光谱图显示Tb3+在ZrO2基质中的最佳激发波长为290 nm:在290 nm波长光的激发下观察到纳米ZrO2中Tb3+的发射峰位于491,545,582 nm分别对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F4能级跃迁,以491,545nm的发射峰最强,其中经800℃焙烧处理的样品其5D4→7F6跃迁发射与5D4→7F5跃迁发射强度几乎相同,说明该法制备的纳米ZrO2:Tb3+中5D4→7F6跃迁发射增强,使Tb3+发光的蓝色成分增加了.     

新型单基质白光荧光粉Sr3La1-x（PO4）3:xDy3+制备及发光性能

采用高温固相法合成了Sr3La1-x(PO4)3:xDy3+荧光粉,并对其结构和发光特性进行了研究。样品发射光谱呈多峰发射,主峰位于482,576和666 nm,分别对应Dy3+的4F9/2→6H15/2,4F9/2→6H13/2和4F9/2→6H11/2特征跃迁。监测不同发射峰,激发光谱峰位置不变,主激发峰位于348,362和385 nm,可以被InGaN管芯有效激发。分析了Dy3+掺杂浓度对样品发光强度的影响,确定Dy3+的最佳掺杂摩尔分数为10%。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。不同Dy3+掺杂浓度样品发射光谱的色坐标均在白光区域内。     

KZnF3∶Ce，Tb的溶剂热合成及光谱性质

采用溶剂热法合成了Ce3+,Tb3+单掺和双掺KZnF3发光粉。分析了样品的结构与形貌。结果表明,所合成的样品均为单相,颗粒粒度分布均匀。讨论了它们的光谱特性。研究发现,在KZnF3∶Ce3+激发光谱中激发带劈裂成2个带峰,最大发光中心分别位于263 nm(主峰)和246 nm,而在发射光谱中只观察到1个带状发射峰,最大发射中心位于330 nm。在KZnF3∶Tb3+激发光谱中存在较强的基质激发峰,而在发射光谱中,发现Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁。在KZnF3双掺体系中,Tb3+的发光强度随Ce3+的浓度增加而增强,存在Ce3+→Tb3+能量传递,尤其是Tb3+的5D4→7F5跃迁发射显著增强,有望成为一种有发展前途的绿色荧光材料。     

Tb3+掺杂Ca2Y8（SiO4）6O2荧光纳米纤维制备及发光性能

采用静电纺丝技术结合高温煅烧工艺,制备了稀土铽离子掺杂的氧基磷灰石型硅酸盐[Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+]荧光纳米纤维。利用XRD,FT-IR,TG-DTA,SEM,HRTEM和荧光光谱仪等分析测试手段对样品的组成、结构和性能进行了表征。结果表明:前驱体纤维经800℃煅烧4 h后,获得的Ca2Y8(SiO4)6O2:Tb3+荧光纳米纤维,属于六方晶系,P63/m空间群,其平均直径为100 nm。在245 nm的紫外光激发下,Tb3+的发射光谱由蓝光区和绿光区两部分组成,前者在382,417和438 nm处的发射峰对应于Tb3+的5D3→7FJ(J=6,5,4)跃迁;后者在489,545,590和622 nm处的发射峰对应5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,其中以5D4→7F5(545 nm)跃迁的发射峰为最强,呈现绿光特性,Tb3+的光致发光衰减曲线符合单指数行为,其荧光寿命达2.65 ms。     

NaGd（WO4）2:Yb3+,Tm3+纳米粉的制备与上转换发光性能

以聚乙二醇为络合剂,采用水热法成功制备了NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+纳米粉。运用X射线粉末衍射、扫描电镜和光谱分析对制备的样品结构和发光性能进行了表征。结果表明,NaGd(WO4)2:Yb3+,Tm3+为四方晶系,晶粒尺寸约为50 nm。在980 nm半导体激光器激发下获得了发射光谱,有3个发射峰,发光中心位于455,476和650 nm,分别对应1D2→3F4,1G4→3H6,1G4→3F4的跃迁。讨论了Yb3+,Tm3+能量转换过程和机制。泵浦功率与发光强度关系表明,455,476和650 nm的3个发射均属于三光子过程。     

Yb3+/Tm3+掺杂的NaY(WO4)2纳米晶的制备及发光特性

以聚乙二醇为配位剂,用水热法制备出纳米级上转换发光粉Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2。研究了不同cYb/cTm对上转换发光强度的影响,实验表明当cYb/cTm=5∶1时,上转换发光强度最强。用XRD,SEM确定了Yb3+和Tm3+共掺杂的NaY(WO4)2是四方晶系,其粒径在25~35 nm范围,且分散均匀。用980 nm半导体激光器(LD)对其进行激发,在室温下观察到了365 nm附近紫外发射峰、456 nm,476 nm附近的蓝光发射峰和648 nm附近的红光发射峰,分别对应于Tm3+离子的1D2→3H6,1D2→3F4,1G4→3H6和1G4→3F4的跃迁。根据泵浦功率与发光强度的关系得出紫外发射峰、蓝光和红光发射均为双光子过程。     

Tb掺杂SiO2-B2O3-NaF玻璃的制备及发光性质

使用正硅酸乙酯、硼酸和氟化钠为前驱体,0.10 mol•L-1TbCl3溶液为掺杂剂,通过溶胶-凝胶方法制备了Tb3＋掺杂的SiO2-B2O3-NaF玻璃,研究了Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF体系中的发光性质,结果显示发光体能产生强的绿色发光(544 nm),归属于Tb3＋的5D4—7F5电子跃迁.Tb3＋含量不同时,除发光强度不同外,其发射光谱基本相同,并且在低掺杂Tb3＋样品和低退火温度样品中检测到了来自5D3跃迁产生的峰,其跃迁随Tb3＋掺杂浓度的增加和退火温度的升高而发生猝灭,这种现象归因于5D3－5D47F6—7F0和/或5D3—7F07F6—5D4跃迁中发生了交叉弛豫现象.Tb3＋在SiO2-B2O3-NaF玻璃中的激发光谱由一个宽峰和一系列窄峰组成,宽峰最大波长位于230 nm,对应于Tb3＋的4f 8—4f 75d 1跃迁,一系列窄峰位于300～380 nm处,归属于4f 8跃迁,所有发光材料的XRD和TEM测试显示材料是非晶态的.     

Tb3+在燃烧法制备的CaLaAl3O7粉体中的发光性能

采用柠檬酸燃烧法制备了稀土TB3 掺杂的CaLa1-xAl3O7:xTb3 发光材料的前驱粉末,在低于700℃退火处理时,得到非晶态样品,而高于800℃退火处理后为纯相的CaLa1-xAl3O7:xTb3 粉末样品.通过三维荧光光谱、激发光谱和发射光谱研究了Tb3 在CaLaAl3O7基质中的发光性能及Tb3 掺杂量、退火温度和柠檬酸与金属离子的配比等对发光强度的影响.结果显示.非晶态和晶态CaLa1-xAl3O7:xTb3 品都可发光,在240 nm波长光的激发下,CaLaAl3O7:Tb3 粉体产生Tb3 的特征发射峰,归属于5D4-7FJ(J=6,5,4,3)跃迁,主发射峰位置均在543 nm处(5D4-7F5跃迁),随着粉末逐渐成相5D4-7F5跃迁明显增强.     

Sr2MgSi2O7∶Tb3+，Li+荧光粉的合成和发光机理

采用高温固相法合成Sr2-mMg1-nSi2O7∶mTb3+,nLi+(m=0.03~0.50,n=m)系列荧光粉。使用X射线衍射仪和荧光光谱仪对样品的物相和发光性质进行了表征。在377 nm紫外光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于490 nm,542 nm,590 nm和613 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6,5,4,3)跃迁发射。调节Tb3+离子掺杂浓度,可实现荧光粉的发光颜色从蓝到白、黄、绿的可调发射;名义组成为Sr1.95Mg0.95Si2O7∶0.05Tb3+,0.05Li+的荧光粉在紫外光(377 nm)激发下发白光,其色坐标(0.322,0.317)接近纯白光(0.33,0.33),是一种潜在的LED用单基质白光荧光粉。     

KNaCa_2(PO_4)_2中Eu~(2+)的发光及Eu~(2+)对Mn~(2+)的能量传递

高温固相法合成了KNaCa2(PO4)2:Eu2+,Mn2+荧光粉,并探讨其发光性质和Eu2+-Mn2+间的能量传递。Eu2+的470 nm发射峰源于Eu2+的5d-4 f跃迁,最佳掺杂浓度为0.01 mol,Eu2+的激发峰位于400 nm,与UV-LED管芯的发射光谱(350~410 nm)匹配。Mn2+的565和618 nm的发射来自Mn2+的4T1(4G)-6A1(6S)跃迁。KNaCa2(PO4)2:0.01Eu2+,nMn2+系列样品中,随着Mn2+浓度的增加,Eu2+的发射峰逐渐降低,Mn2+的发射峰逐渐增强,Eu2+对Mn2+的发光有明显的敏化作用。根据D exter电多极相互作用能量传递公式,可得出Eu2+与Mn2+之间的能量传递归因于电偶极-电四极相互作用引起的共振能量传递。     

NaBaPO_4:Tb~(3+)绿色荧光粉制备及其发光特性

采用高温固相法合成了NaBaPO4:Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.NaBaPO4:Tb3+材料呈多峰发射,发射峰位于437、490、543、587和624nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7FJ=6,5,4,3跃迁发射,主峰为543nm;监测543nm发射峰,所得激发光谱由4f75d1宽带吸收(200-330nm)和4f-4f电子吸收(330-400nm)组成,主峰为380nm.研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-,及敏化剂Ce3+对NaBaPO4:Tb3+材料发射强度的影响.结果显示:调节激活剂浓度、添加电荷补偿剂或敏化剂均可以在很大程度上提高材料的发射强度.     

KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)荧光粉的制备与发光性能研究

采用高温固相反应法制备了KSrBP2O8:RE(RE=Eu2+,Tb3+,Eu3+)系列荧光粉。利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:稀土离子的掺入没有改变荧光粉的主晶相。利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现在近紫外光激发下掺杂Eu2+离子的样品具有宽带发射峰,最强发射位于450 nm左右,对应于Eu2+离子的4f65d1→4f7辐射跃迁。随着Eu2+掺杂量的增加,发射光从蓝光逐渐转变到蓝白光。另外,KSrBP2O8:Tb3+和KSrBP2O8:Eu3+能够在近紫外光激发下分别发射出绿光和红光,其最佳掺杂浓度分别为0.04%和0.08%(摩尔分数)。     

Ba_3(PO_4)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)荧光粉的组成与发光特性研究

在活性炭还原气氛下高温固相法合成了Ba3(PO4)2:Ce3+,Dy3+紫外发射荧光粉。XRD图谱表明,烧结温度为1100℃时保温处理3 h,样品为单相的Ba3(PO4)2型六方晶系结构。荧光光谱显示:单掺Ce3+样品中,Ce3+掺杂浓度为8%(摩尔分数)时样品的发光最强,发射峰的位置处在350 nm附近(Ce3+的2D→2F5/2和2D→2F7/2跃迁发射)。适量的Sr2+取代部分Ba2+离子,改变了基质晶格环境,使样品的发光强度得到提高且发射峰向长波方向红移。引入Dy3+作为敏化剂,样品发射峰红移到386 nm,亮度增强,主要是由于Dy3+和Ce3+之间发生了有效的能量传递过程。确定了Dy3+的最佳掺杂浓度为3%,发光强度提高了27%。     

白光LED用黄色荧光粉Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+的合成和发光特性

采用高温固相法合成了Ba(Y1-0.5x-yAly)2S4:xHo3+系列荧光粉。在465 nm蓝光激发下,荧光粉的发射光谱呈多谱带发射,主峰位于492、543和661 nm处,分别对应于Ho3+的5F3→5I8,(5S2,5F4)→5I8和5F5→5I8跃迁发射。研究了Ho3+和Al3+掺杂量对BaY2S4:Ho3+发光性能的影响。结果表明,随着Ho3+掺杂量的逐渐增大,荧光粉的发光颜色由绿色逐渐向红色转变;适量Al3+取代Y3+可以提高BaY2S4:Ho3+荧光粉的发光强度。荧光粉Ba(Y0.665Al0.3)2S4:0.07Ho3+在蓝光(465 nm)激发下发射黄光,是一种潜在的白光LED用黄色荧光粉。     

CaMoO4∶Eu3+发光材料的制备和发光性质的研究

用共沉淀法与高温焙烧法制备了样品CaMoO4:Eu3+.TG-DTA谱图表明:800℃时,样品吸收的能量最大,即形成稳定的CaMoO4:Eu3+结构.用XRD谱图进一步分析表明:800℃时,样品CaMoO4:Eu3+已形成CaMoO4的白钨矿结构.由于2个Eu3+取代3个Ca2+,导致了晶体产生微小的晶体缺陷,从而形成具有p-n结的半导体.经过激发和发射谱图的测试发现:这种缺陷结构不但可以使Eu3+禁戒的4f电子发生跃迁,而且可以使MoO42-的能量高效地传递给Eu3+.尤其使与MoO42-的发射特征峰(488 nm)部分重叠的Eu3+(465 nm)的7F0→5D2电子跃迁得到了极大的加强,进而在λex=465 nm的发射谱图中,自激活荧光体MoO42-的发射强度被大大减弱甚至猝灭,而Eu3+的5D0→7F2(612 nm)跃迁的红光发光强度被大大增强,使该材料成为有潜在应用价值的发光材料.     

GdF3∶Eu3+/NaGdF4∶Eu3+纳米晶的水热合成及发光性质

采用水热法,以聚乙二醇(400)为分散剂,以NaOH和HNO3溶液调节初始溶液pH值,合成GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+纳米晶。XRD和SEM结果表明:在酸性溶液(pH=3,5)、中性溶液(pH=7)和碱性溶液(pH=9)中,分别获得具有正交结构的GdF3∶Eu3+纳米晶,GdF3∶Eu3+和NaGdF4∶Eu3+混合晶,六方结构NaGdF4∶Eu3+棒状微米晶。根据Scherrer公式估算pH=3和pH=5时制备纳米晶的一次性粒径分别为49和28 nm。样品的发射光谱结果表明:特征发射峰来自于5D2、5D1、5D0到7FJ跃迁。在主晶相为GdF3样品中,主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁;晶相为NaGdF4样品的主发射峰来自于Eu3+的5D0→7F2电偶极跃迁。5D0→7F1和5D0→7F2跃迁发射相对强度比值显示:Eu3+在NaGdF4晶体中的格位对称性下降。激发光谱显示出Gd3+和Eu3+具有较好的能量传递。     

Li+掺杂对TeO2:Tm3+/Er3+/Yb3+纳米材料上转换发光的增强作用

采用水热法制备了发白光的Li+掺杂α-TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+和β-TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+纳米上转换发光材料。采用X射线衍射、透射电镜和上转换发光光谱对制备的TeO2∶Tm3+/Er3+/Yb3+/Li+纳米材料进行表征,结果显示:Li+的掺入基本不改变纳米材料的晶型和结构;在980 nm近红外光的激发下,纳米材料发射出中心波长476 nm的蓝光,525 nm及545 nm的绿光和659 nm及675nm的红光,分别对应于Tm3+的1G4→3H6能级跃迁,Er3+的2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2能级跃迁,Er3+的4F9/2→4I15/2能级跃迁和Tm3+的3F2→3H6能级跃迁;Li+的掺入能够增大白光体系的发光强度,基本不改变纳米材料的白光颜色。此外,探讨了纳米材料的上转换发光机理。     

Ca2Y7.9（SiO4）6O2-0.5xFx:Eu0.1（3+,2+）荧光粉的合成和发光特性

采用高温固相反应法在弱还原气氛下制备了Ca2Y7.9(SiO4)6O2-0.5xFx:Eu(2+,3+)0.1(x=0～4)系列荧光粉。晶胞参数a,c和晶胞体积V均随着F-置换量的增加呈线性减小,晶胞参数a和c的变化率相近。荧光体中Eu2+和Eu3+共存,Eu2+3d5/2与Eu3+3d5/2电子结合能分别为1128.4和1136.3 eV,Eu2+的3d5/2与3d3/2的电子结合能差为28.4 eV。Eu2+和Eu3+的3d5/2态XPS峰面积比为6.9∶1。激发光谱由Eu3+的两个电荷迁移(CTS)带和f-f跃迁激发线组成,x=0,1的试样中出现了Eu2+的f-d跃迁强激发谱带。激发到Eu3+的电荷迁移态或激发Eu2+,除了来自Eu3+的5D0能级的发射之外,还观察到了5D1能级的强发射和5D2能级的弱发射,并且激发Eu2+时5D1→7F4发射强度超过5D0→7F2,没有出现Eu2+的明显发射,Eu2+对Eu3+发光起到很好的敏化作用。5DJ(J>0)高能级发射来自4f格位的Eu3+发光中心,Eu2+的敏化起关键作用。Eu3+在4f和6h两种格位的分布比为4∶6。     

Eu3+在SrZnP2O7中的发光性能和Eu3+, Bi3+间的能量传递

采用高温固相法合成了SrZnP2O7：Eu^3＋荧光粉,该荧光粉的激发主峰值位于400nm,适用于UVLED管芯的激发;在紫外激发下的发射峰由位于591和597nm（^5D0～^7F1）,616,624和629nm（^5D0～^7F2）,656nm（^5D0～^7F3）及688nm（^5D0～^7F4）4组线状峰构成,对应Eu^3＋的特征跃迁,呈现橙红色发光。分析了Eu^3＋离子浓度对样品发光效率的影响,随着浓度增加,其发射一直增强,但其发光效率已经开始减弱。Bi^3＋的加入使发光强度得到很大提高,并讨论了在SrZnP2O7基质中Bi^3＋对Eu^3＋的能量传递和敏化作用。