Gd_2O_3∶RE~(3+)(RE:Eu,Tb)纳米棒的合成与表征

掺杂Eu和Tb离子的一维稀土氧化物发光材料因具有与其体相材料不同的光谱特性在近年来引起了人们的极大研究兴趣。(Gd0.9Eu0.1)(OH)3和(Gd0.9Tb0.1)(OH)3纳米棒前驱物通过水热法首先被合成,然后经退火处理得到Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒。FE-SEM的形貌测试结果表明,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒有约为20～60nm直径和200～500nm长度。XRD的结构测试证实,所得到的Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒样品均属于立方晶系。光谱测试结果表明,同体相材料相比,Gd2O3∶RE3+(RE:Eu,Tb)纳米棒的Eu3+和Tb3+的特征发光峰出现了宽化现象,样品的纳米表面效应可能是导致其发光峰宽化的主要原因。     

白光LED用新型红色荧光粉Sr5（BO3）3Cl:Eu3+的制备与发光特性

采用高温固相法合成了Sr5(BO3)3Cl:Eu3+新型红色发光材料,并对其结构和发光特性进行了研究。X射线衍射测试表明合成材料为纯相Sr5(BO3)3Cl晶体。材料的主发射峰位于587,596,613nm和626nm,对应Eu3+的5 D0→7F1,7F2辐射跃迁。监测626nm发射峰,激发光谱主峰位于392nm,可被InGaN管芯有效激发。通过时间分辨光谱测得Eu3+离子5 D0能级的荧光寿命约为2.28ms。研究了Eu3+离子掺杂浓度对Sr5(BO3)3Cl:Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为16%(摩尔分数)。计算了Eu3+离子浓度猝灭的临界距离为1.46nm。测量了不同Eu3+浓度样品的色坐标,均位于色品图红光区,符合NTSC标准。     

白光LED用新型红色荧光粉Sr5(B03)3Cl:Eu3+的制备与发光特性EI北大核心CSCD

采用高温固相法合成了Sr5 (BO3)3Cl:Eu3+新型红色发光材料,并对其结构和发光特性进行了研究.X射线衍射测试表明合成材料为纯相Sr5 (BO3)3Cl晶体.材料的主发射峰位于587,596,613nm和626nm,对应Eu3+的5 D0 →7F1,7F2辐射跃迁.监测626nm发射峰,激发光谱主峰位于392nm,可被InGaN管芯有效激发.通过时间分辨光谱测得Eu3+离子5 D0能级的荧光寿命约为2.28ms.研究了Eu3+离子掺杂浓度对Sr5(BO3)3Cl:Eu3+发光性能的影响,结果随着Eu3+离子浓度的增大,样品的发光强度先增大后减小,最佳掺杂浓度为16％(摩尔分数).计算了Eu3+离子浓度猝灭的临界距离为1.46nm.测量了不同Eu3+浓度样品的色坐标,均位于色品图红光区,符合NTSC标准.     

Tb3+掺杂对Sr2CeO4∶Eu3+发光性能的影响

以尿素为燃料硼酸为助熔剂,采用燃烧法合成了Sr2CeO4∶Eu3+、Tb3+发光材料。测试结果表明,当Tb3+的掺杂为1%(摩尔分数)时,合成的样品为单相Sr2CeO4斜方晶系结构,其样品的激发光谱为240～370nm的宽带双峰,发射光谱为400～550nm宽带峰,余辉衰减曲线的结果显示,适量的掺杂Tb3+可以提高产品的发光性能。与Sr2CeO4∶Eu3+相比,掺杂Tb3+有利于形成结晶度好的固溶体,样品的发光强度明显提高。     

稀土离子RE(RE=Pr,Nb,Eu)在Sr2CeO4基质中的发光性质

通过燃烧法合成了Sr2CeO4:RE材料,研究了Sr2CeO4材料的结晶过程和发光性质及Pr3+,Nd3+和Eu3+稀土离子在Sr2CeO4基质中的发光性能.实验通过燃烧法制得的前驱体在1200℃焙烧2 h可得均一的Sr2CeO4相,较传统方法的合成时间大为降低.稀土离子Pr3+,Nd3+和Eu3+的在基质中的少量掺杂(0.02%)均可使Sr2CeO4在475 nm左右的特征发射谱峰明显变宽增强,且Eu3+离子的掺杂可使材料在510 nm,540nm,610 nm左右产生多个明显的稀土离子的特征发射峰.实验合成的发光材料具有良好的发光性能,证明Sr2CeO4材料可作为一种优良的发光材料的基质使用,为寻找新型的发光材料提供了一条新的途径.     

共沉淀法合成NaLa(MoO_4)_2∶Eu~(3+)红色荧光粉及其发光性能的研究

采用共沉淀法合成了微米花状,四方晶系的NaLa(MoO4)2∶Eu3+红色荧光粉。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、光致发光光谱等分析手段对样品的结构、形貌以及发光性能进行了表征。研究了结构控制剂种类、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)添加量、Eu3+掺杂浓度、反应物浓度等系列对合成NaLa(MoO4)2∶Eu3+发光材料发光性能的影响。结果表明:所合成的微米花状NaLa(MoO4)2∶Eu3+红色荧光粉为四方晶系,在464nm紫外激发下,观察到其发射主峰位置在615nm。当反应条件分别为PVP=0.75g、Eu3+掺杂浓度10%、反应物浓度为0.12mol/L时样品具有最强的发光强度。在紫外灯照射下,样品呈现出明亮的红色。     

铕铽配合物/甲基丙烯酸酯型聚合物复合材料的制备及表征

采用原位合成法制备了一系列不同铕铽比例的稀土配合物/甲基丙烯酸酯型聚合物复合材料.利用红外光谱、SEM图像、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱表征了材料的结构、微观形貌、光学带隙及发光性能.结果表明,铕铽稀土配合物/甲基丙烯酸酯型聚合物复合材料在365nm紫外光激发下,均能产生发光峰在613nm附近的红光发射,发光亮度高,色纯度高,且发光强度与共聚物中MAA的含量有关;Tb3+对Eu3+荧光性能的影响与Tb3+所占比例有关,即当Tb3+比例较小时,对Eu3+产生荧光猝灭作用,当Tb3+比例较大时,对Eu3+产生荧光敏化作用.     

颜色可调Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+上转换发光材料的共沉淀制备及性能

采用共沉淀法制备Tb3+,Yb3+共掺杂Y(PO3)3上转换发光材料,通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和上转换荧光光谱仪(UPL)对制备产物的结构和性能进行表征分析.结果表明,所制备样品属于单斜晶系空间群为P21/c的Tb3+和Yb3+共掺杂Y(PO3)3晶体.在近红外光的激发下,所制备Y(PO3)3:x Tb3+,20％(摩尔分数,下同)Yb3+样品发射出Tb3+特征的蓝绿色光.Tb3+掺杂量直接影响着制备产物的上转换发光性能,当Tb3+掺杂量为2％ ～10％时,Tb3+的5 D4→7 F6发射峰分裂为481 nm和491 nm两个发射峰;当掺杂量为5％～20％时,位于547 nm处绿光发射为最强发射峰;当Tb3+掺杂量高于20％时观察到浓度猝灭现象.Tb3+/Yb3+的掺杂量比例和近红外光激发功率密度对所制备样品的上转换发光性能也有明显影响.适当调节样品中Tb3+/Yb3+掺杂比例可实现对制备的Y(PO3)3:x Tb3+,20％Yb3+样品的上转换发射蓝绿光颜色的调控.对Y(PO3)3:Tb3+,Yb3+样品的上转换发光机理进行探索,其中属于Tb3+特征的5 D3→7 FJ(J=6,5,4)和5 D4→7 FJ(J=6,5,4,3)跃迁带发射分别属于三光子吸收和双光子吸收机制.     

白光LED用LiY(MoO_4)_2∶RE~(3+)(RE=Eu,Sm,Pr)荧光粉的制备与性能

采用水热法制备了LiY(MoO4)2∶RE3+(RE=Eu、Sm、Pr)系列荧光粉,通过X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)对该系列荧光粉的物相、形貌进行了表征。结果表明,稀土离子的掺入没有改变荧光粉的晶相,3种稀土离子的加入使得LiY(MoO4)2粉体形成片层状结构。利用PL(光致发光光谱)对样品的发光性能进行了测试,分析了稀土离子掺杂浓度对发光强度的影响并进行浓度猝灭机理分析,结果表明,Eu3+、Sm3+、Pr3+最佳掺杂浓度分别为7%,4%和1.5%。LiY(MoO4)2∶Eu3+荧光粉能够很好地被395nm的紫外光和465nm的蓝光有效激发而发射红光,而Sm3+和Pr3+掺杂的LiY(MoO4)2分别在406和453nm激发下,发射出650和657nm的红光,LiY(MoO4)2∶RE3+(RE=Eu、Sm、Pr)系列荧光粉有望成为白光LED用红色荧光粉。     

Eu3+掺杂β-NaYF4∶20%Yb3+, 0.5%Tm3+的合成与双频光转换性能

采用高温溶剂热法合成了Eu3+掺杂的双频转换发光材料β-NaYF4∶20%Yb3+,0.5%Tm3+,并使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和光致发光谱(PL)仪对所制备样品的物相结构、形貌特征和发光性质进行了表征,通过分析发光原理,解释了上、下转换发光的竞争机制,并探讨了稀土离子Tm3+与Eu3+之间的能量转移。结果表明:所合成的β-NaYF4∶20%Yb3+,0.5%Tm3+,xEu3+为纯六方相晶体,结晶良好,颗粒尺寸在200nm左右。改变Eu3+的掺杂浓度后晶格结构没有发生明显变化,样品可在394nm和980nm光的激发下,分别发生下转换和上转换发光。     

Eu0.5Tb0.5(TTA)3Bipy/PMMA的制备及发光性能

合成了一种新型的稀土配合物Eu0.5Tb0.5(TTA)3Bipy,并采用原位乳液聚合法制备了Eu0.5Tb0.5(TTA)3Bipy/PMMA稀土聚合物材料.利用红外光谱仪(IR)、电子探针X射线能谱仪等对稀土聚合物发光材料的结构进行表征,并利用扫描隧道电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪(FS)等分别研究了该发光材料的微观形貌,探讨了其发光性能.结果表明,Eu0.5Tb0.5(TTA)3Bipy/PMMA仍保持Eu0.5Tb0.5(TTA)3Bipy原有的发光特性;在365nm紫外光的激发下,产生发光峰在612nm附近、谱线带宽为10.4nm的红光发射,发光亮度高,色纯度高,是性能优良的稀土聚合物发光材料.     

Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂TiO2纳米带的制备与表征

通过离子交换和水热两步合成过程简单制备了Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂锐钛矿型TiO2纳米带。该3种离子共掺杂未导致TiO2结构和形貌发生变化。光学特性测试结果表明,由于稀土离子掺杂浓度低,Eu3+掺杂未改变由Yb3+和Er3+产生的上转换发射峰位,但可观察到因上转换发光激发的Eu3+荧光发射峰;Eu3+荧光光谱也未受到Yb3+和Er3+掺杂的影响。通过对掺杂样品上转换发光机理的考察证实,上转换发光过程是双光子过程,但TiO2和Eu3+掺杂对此发光过程有明显影响。     

电致发光稀土高分子的研究进展

稀土高分子材料不仅具有小分子稀土离子配合物优异的发光特性,而且具备高分子聚合物的易弯曲和加工等性能。本文介绍了稀土高分子材料的研究历程,并综述了Eu3+、Tb3+高分子电致发光材料的国内外研究现状。     

Li2BaSiO4∶Tb3+荧光粉的制备及发光特性

采用高温固相法合成了Tb3+激活的硅酸盐基质的系列发光材料Li2BaSiO4∶xTb3+,并研究了其在紫外光激发下的发光特性.研究结果表明,样品Li2BaSiO4∶xTb3+的激发光谱最强吸收源于Tb3+的4f7→5d1跃迁宽带吸收,最强吸收峰值位于268 nm左右.在紫外光激发下该系列材料均呈现Tb3+的特征绿光发射(542nm),最佳掺杂浓度为x=0.11.样品Li2BaSiO4∶0.11Tb3+的荧光衰减曲线呈单指数衰减特征,拟合所得的寿命值为5.0ms左右.     

Ca_8MgY(PO_4)_7:Re~(3+)(Re~(3+)=Eu~(3+),Ce~(3+),Tb~(3+))发光材料的合成及发光性能研究

采用固相法成功合成了具有β-Ca3(PO4)2结构的发光材料Ca8MgY(PO4)7∶Re3+(Re3+=Eu3+,Ce3+,Tb3+)。XRD、FT-IR及TG-DSC的测试结果表明,该发光材料的最佳烧结温度为1 200℃。PL测试结果表明,在252nm紫外光激发下,Ca8MgY(PO4)7∶Eu3+呈现Eu3+的特征发射,其中以位于612nm红光发射为主(5D0-7F2),Eu3+的最佳掺杂浓度为5.0%(摩尔分数)。在295nm紫外光激发下,Ce3+激活的Ca8MgY(PO4)7由峰值位于363nm的带状5d1-4f1发射为主,Ce3+的最佳掺杂浓度为1.0%(摩尔分数)。在228nm紫外光激发下,低掺杂浓度的Ca8MgY(PO4)7∶Tb3+以位于5D3-7FJ的蓝光发射为主,高掺杂浓度的Ca8MgY(PO4)7∶Tb3+以5D4-7FJ绿光发射为主,这是由于Tb3+的交叉弛豫造成的。Tb3+的最佳掺杂浓度为7.0%(摩尔分数)。     

(Bi0.5Na0.5)TiO3:Sm3+无铅压电陶瓷的红光发射特性

采用传统的固相反应烧结方法制备了稀土Sm³⁺掺杂的(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃无铅压电陶瓷。系统分析了掺杂浓度、烧结温度和离子补偿对发光特性的影响。稀土Sm³⁺离子的加入实现了(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃陶瓷的红绿光发射, 其激发光波段位于400~500 nm范围内, 与已经成熟的蓝光LED芯片的发射光谱充分匹配。当烧结温度为1100℃, Sm³⁺离子的掺杂浓度为0.015 mol时, 陶瓷样品呈现最强的发光强度。同时, 通过Li⁺、Na⁺、K⁺离子进行电荷补偿, 有效提高了陶瓷样品的发光性能, 发光强度随离子半径增大而增强。可见, Sm³⁺掺杂的(Bi_0.5Na_0.5)TiO₃材料在光电集成器件中具有很好的应用前景。     

六方盘状NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+微晶的水热合成及其发光性能

以柠檬酸三钠为辅助剂,采用低温水热法合成了不同稀土离子掺杂NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+(Ln~(3+)=Dy~(3+),Eu~(3+),Tb~(3+))发光材料。XRD分析结果表明得到样品为六方晶系NaYF_4。SEM图像显示使用柠檬酸三钠为辅助剂,得到由纳米片自组装而成,直径约为2μm,厚度约为200nm的六方盘状结构NaYF_4∶Ln~(3+),Li~+。同时探讨了金属Li+浓度变化对合成NaYF_4∶Ln~(3+)发光材料发光性能的影响,与非掺杂Li+样品比较,Li~+离子的引入能明显提高NaYF_4∶Ln~(3+)的发光性能。     

绿色荧光粉Y_2GeO_5:Bi~(3+),Tb~(3+)的制备及发光性能

采用高温固相法制备绿色荧光粉Y2GeO5∶Bi3+,Tb3+,利用X射线衍射仪、扫描电镜、激光粒度仪和光致发光光谱对其性能进行表征,并探讨Bi3+和Tb3+离子掺杂量对发光性能的影响。结果表明,掺杂Bi3+和Tb3+分别作为敏化剂和发光中心进入到Y2GeO5的晶格中,最佳掺杂量分别为1.2%、8%(摩尔分数);样品为类球形颗粒,其d50为6.39μm;峰值为314 nm的激发带由Bi3+离子、基质激发峰以及Tb3+的7F6→5D1复合而成;在314 nm波长激发下,发射光谱呈现峰值为373 nm宽带和位于430⁶50 nm的多个锐利峰;Bi3+离子掺杂使5D4→7F5的发光强度提高3倍。     

可见光波段稀土激光晶体的研究进展

可见光激光在数据存储、光通讯、激光显示、激光医疗、激光打印以及科学研究等领域具有非常重要的应用价值。随着蓝光LD泵浦源的商用化, 直接泵浦稀土离子掺杂激光晶体实现可见光激光输出吸引了人们极大的研究兴趣。目前, 可见光稀土离子主要集中在Pr ³⁺、Dy ³⁺、Tb ³⁺和Sm ³⁺等。其中, Pr ³⁺的研究较多, 发光波长涵盖面较广, 发射波段覆盖蓝光、绿光、红光、橙光; Dy ³⁺和Tb ³⁺因为能够发射黄光以填补Pr ³⁺的不足也吸引了广泛的研究; 此外, Sm ³⁺和Eu ³⁺也是典型的可见波段稀土发光离子。本文综述了近几年可见波段稀土离子掺杂激光晶体的研究现状, 主要以Pr ³⁺、Dy ³⁺、Tb ³⁺和Sm ³⁺掺杂YAlO₃ (YAP)、Mg : SrAl₁₂O₁₉ (SRA)等晶体为研究对象, 总结了一套适合Pr ³⁺掺杂材料的判据, 对晶体生长、结构、热学性能、偏振光谱性能和激光性能进行了系统的研究。     

共沉淀法合成CaO:Eu~(3+)红色荧光粉的研究

采用共沉淀法合成CaO:Eu3+红色荧光粉,探讨了Eu3+离子的掺杂量、煅烧温度和煅烧时间对样品发光性能的影响,并利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和荧光光度仪(PL-PLE)等仪器对样品的性能进行表征.结果表明:掺杂Eu3+作为发光中心进入到CaO基质的晶格中,其最佳掺杂量为1.5%(摩尔含量);最佳煅烧温度和煅烧时间分别为1100℃和4h,样品的激发峰位于200~290nm之间,对应于Eu3+-O2-的电荷迁移跃迁(CTB),属于宽带激发;Eu3+离子主要占据严格对称的格位,其最大发射峰位于592nm,对应于5D0→7F1磁偶极跃迁,属于红色发光.