铽掺杂羟基磷灰石的制备及其荧光特性

在室温下采用化学沉淀法制备了铽掺杂的羟基磷灰石(Tb-HAP),通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱(PL)等对其结构和荧光性能进行了表征分析。XRD和FT-IR测试表明,Tb³⁺的掺杂对羟基磷灰石的结构没有显著影响。荧光光谱分析表明:在545 nm波长监测下,测得的最佳激发波长为378 nm。样品的发光强度随Tb³⁺在样品中的掺杂摩尔分数先增大后减小,在8%时发光最强。此外,Tb-HAP样品的荧光寿命随着Tb³⁺掺杂摩尔分数的增加呈现减小的趋势。     

溶胶-凝胶法制备Zn2SiO4:Eu3+红色荧光粉

采用溶胶-凝胶法在Zn2SiO4基质中掺杂Eu3+,合成了红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+.通过样品的X射线衍射光谱、红外光谱、扫描电镜以及光致发光光谱的测试和表征,研究了Zn2SiO4:Eu3+的内部结构和发光特性.扣描电镜结果显示样品为球状荧光粉,颗粒直径为1～3μm.在395 nm激发下,样品在613 nm处发射出很强的红光.结合荧光光谱,分析了样品的退火温度,Eu3+的浓度,电荷补偿剂Li+的浓度对样品发光强度的影响.研究发现,红色荧光粉Zn2SiO4:Eu3+的发光强度随退火温度的升高而增加,发光强度随Eu3+和Li+浓度的增加先增大后减小.     

Eu3+掺杂5Li2O-1Nb2O5-5TiO2发光陶瓷的制备及性能研究

以Li2CO3、Nb2O5、TiO2和Eu2O3为原料,采用固相法制备Eu3+掺杂的5Li2CO3-1Nb2O5-5TiO2(LNT)发光介质陶瓷.通过密度、XRD和荧光光谱测试,对0.2%(质量分数)Eu2O3掺杂的陶瓷片进行性能表征.结果表明:1 120 ℃烧结致密的陶瓷片,其晶相结构为"M-相"与Li2TiO3两相复合构成;在400 nm的近紫外光激发下,样品有较强的橙光(592 nm)和红光(615 nm)发射,分别属于Eu3+的5D0→7F1的磁偶极跃迁和5D0→7F2的电偶极跃迁.     

Ca_9Al(PO_4)_7:Eu~(2+)的发光、浓度猝灭及温度稳定性（英文）

采用高温固相法制备了Ca9Al(PO4)7:Eu2+蓝色荧光粉,研究了Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性.Ca9Al(PO4)7:Eu2+的激发光谱覆盖200~350nm紫外区;发射光谱为一主峰位于445nm的宽谱,对应Eu2+的4f65d1→4f7特征跃迁.研究发现,随Eu2+掺杂量的增大,Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu2+掺杂量为0.01,即存在浓度猝灭效应,对应的机理为电偶极-电偶极相互作用;依据晶格常数,得出临界距离为2.297nm.在25~300℃范围内改变光谱测量温度,发现温度升高到150℃时,Ca9Al(PO4)7:Eu2+的发射强度变为25℃时的81.0%,对应的激活能为0.268eV,说明材料具有较好的温度稳定性.     

Er3+,Yb3+共掺Gd2WO6荧光粉的下转换温度效应

采用共沉淀法制备了Er3+,Yb3+共掺Gd2WO6荧光粉,通过对浓度猝灭曲线的分析表明Er3+间的相互作用类型为电偶极-电偶极相互作用。分析了样品荧光的温度效应并得到摩尔分数为5%和20%的Er3+掺杂样品的激活能ΔE分别为0.27和0.29 eV。利用Er3+的2H11/2和4S3/2能级跃迁至基态的荧光强度比随温度变化这一特性研究了两个不同Er3+掺杂浓度样品的下转换温度效应,结果表明该材料体系具有良好的温度传感特性。     

Dy~(3+)掺杂硼酸盐玻璃的制备、表征及发光特性

采用高温熔融-冷却法制备了一系列Dy~(3+)掺杂的B_2O_3-ZnO-Na_2O-Al_2O_3发光玻璃,通过红外光谱、紫外-可见-近红外光谱和荧光光谱等研究了其结构及发光特性。分析表明:制备的发光玻璃中出现基质组分的结构特征峰及Dy~(3+)的能级跃迁特征峰。在350 nm波长光激发下,样品的发光强度、黄蓝发射峰比、荧光寿命、色坐标及色温等均随Dy~(3+)浓度的变化发生明显的可调节变化。样品的荧光发射强度随Dy~(3+)浓度的增加呈现先增大后减小的变化,当Dy~(3+)掺杂摩尔分数为1.0%时,发光强度最大。此外,随着Dy~(3+)掺杂浓度的增大,发光玻璃的荧光寿命及发射光谱的色度坐标值、色温都呈现递减的趋势。这表明通过基质组分及掺杂元素的调节可以使得该硼酸盐体系发光玻璃获得高效可调节的光功能从而得到广泛应用。     

Eu(TTFA)3掺杂SiO2胶体球的制备与荧光光谱特性

制得了稀土配合物Eu(TTFA)3掺杂的SiO2胶体球，并用透射电子显微镜（TEM）和荧光分光光度计对其形貌和荧光光谱特性进行了详细地研究.TEM形貌分析表明，掺杂SiO2胶体颗粒具有球状的外形和光滑的表面，平均直径约为300 nm.荧光光谱分析表明，该稀土配合物掺杂胶体颗粒具有Eu3+离子典型的荧光光谱特性，荧光寿命约为290 μs.进一步分析实验数据，发现在Eu(TTFA)3掺杂浓度为质量分数0.5～1.5的范围内，荧光强度随着掺杂浓度的增加而增加，而荧光寿命几乎不随掺杂浓度而变化.     

Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性

采用高温固相法制备了Ca9Al(PO4)7∶Eu2+蓝色荧光粉,研究了Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发光、浓度猝灭及温度稳定性.Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的激发光谱覆盖200～350 nm紫外区;发射光谱为一主峰位于445 nm的宽谱,对应Eu2+的4f6 5d1--→4f特征跃迁.研究发现,随Eu2+掺杂量的增大,Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu2+掺杂量为0.01,即存在浓度猝灭效应,对应的机理为电偶极-电偶极相互作用;依据晶格常数,得出临界距离为2.297 nm.在25～300℃范围内改变光谱测量温度,发现温度升高到150℃时,Ca9Al(PO4)7∶Eu2+的发射强度变为25℃时的81.0％,对应的激活能为0.268 eV,说明材料具有较好的温度稳定性.     

Eu3+掺杂的铌酸钠钾陶瓷的制备及性能研究

采用固相烧结法制备了Eu³⁺掺杂的铌酸钠钾（KNN）陶瓷。用X射线粉末衍射仪、荧光光谱测试仪和LCR精确阻抗测试仪等对其结构、发光性能和介电性能进行表征。XRD结果显示样品为钙钛矿结构。荧光分析结果表明,致密度对KNN陶瓷材料发光性能有一定的影响,Eu³⁺掺杂量是影响其发光性能的重要因素。其中掺杂Eu摩尔分数为4%的样品在930℃焙烧后其发光最强,在396 nm紫外光激发下,发射光谱最强峰在614 nm,对应于Eu³⁺的⁵D₀-⁷F₂电偶极跃迁。样品经3 kV/cm、110℃极化30 min后进行压电性能检测,结果表明提高Eu³⁺掺杂量以及陶瓷的致密度,可改善压电性能。其中掺杂4%Eu的KNN压电常数D₃₃最大为98 pC/N,在1 kHz、100℃时,介电常数最小为217,介电损耗tanθ=0.199,且仍然保持较高的居里温度T_c=426℃。     

MCe03:Eu3+(M=Sr,Ba)的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu3 掺杂的MCeO3(M=Sr,Ba)发光粉末样品,采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究.X射线衍射结果显示,Eu3 离子容易替代MCeO3品格中M2 离子的位置.荧光光谱测试结果表明,Eu3 掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带,峰值分别位于311和320 nm左右,它们属于Ce4 -O2-的电荷迁移带,SrCeO3和BaCeO3基质与Eu3 离子之间存在着能量转移.在MCeO3:Eu3 样品中,Eu3 的发射主要来自于5D0激发态能级,其中以磁偶极跃迁D0-7F1发射强度为最大;此外样品中还存在着较高的5D1激发态能级的辐射跃迁.SrCeO3:Eu3 样品的发射强度远大于BaCeO3:Eu3 样品.     

铕取代的锆硼钨多金属氧酸盐的制备和发光特性

制备了高发射效率的稀土多金属氧酸盐BPOM:Eu及ZrPOM:Eu荧光体,并对其结构及发光性质进行了研究。结果表明样品具有Keggin结构,Eu在两类样品中均有肉眼可见的在红光区的强发射。但在BPOM:Eu中以⁵D₀→⁷F₁磁偶极跃迁发射为主,在ZrPOM:Eu中以⁵D₀→⁷F₂电偶极跃迁发射为主。铕在ZrPOM:Eu中的对称性低于在BPOM:Eu中的对称性。这种差异也使铕离子的激发光谱具有不同的特征。铕在两种多金属氧酸盐中均有浓度猝灭,在BPOM:Eu中浓度为2.0%时发射强度最大;在ZrPOM:Eu中浓度为2.4%时发射强度最大。在ZrPOM:Eu中有较弱的配体到中心铕离子的能量传递,而在BPOM:Eu中却未观测到能量传递现象。     

Eu3+掺杂5Li2O-1Nb2O5-5TiO2发光陶瓷的制备及性能研究

以Li₂CO₃、Nb₂O₅、TiO₂和Eu₂O₃为原料,采用固相法制备Eu³⁺掺杂的5Li₂CO₃-1Nb₂O₅-5TiO₂（LNT）发光介质陶瓷。通过密度、XRD和荧光光谱测试,对0.2%（质量分数）Eu₂O₃掺杂的陶瓷片进行性能表征。结果表明：1 120℃烧结致密的陶瓷片,其晶相结构为“M-相”与Li₂TiO₃两相复合构成;在400 nm的近紫外光激发下,样品有较强的橙光（592 nm）和红光（615 nm）发射,分别属于Eu³⁺的⁵D₀→⁷F₁的磁偶极跃迁和⁵D₀→⁷F₂的电偶极跃迁。     

锰离子对镥基纳米晶体的荧光调控与增强

通过调控Mn²⁺的掺杂浓度,在镥基纳米晶体成功地实现了六方、四方混合相到纯四方相的相位转变,并详细讨论了其相变机理. 时域和频域光谱的分析表明,立方相Na₅Lu₉F₃₂：40% Mn²⁺,20% Yb³⁺,2% Ln³⁺（Ln=Er³⁺,Ho³⁺）纳米晶体内的准纯红色荧光发射主要由Mn²⁺和Ln³⁺之间的两步能量转移引起. Mn²⁺掺杂后引起了发光离子附近局域对称性的降低,使得电偶极跃迁的辐射速率明显增加,进而导致了上转换、下转换荧光的极大增强. 该研究结果在生物荧光成像、太阳能电池效率的提高方面具备潜在的、广阔的应用前景. 关键词： 镥基纳米晶体 电偶极跃迁 两步能量转移 局域对称性     

温度和浓度对分散在SiO_2中Y_2O_3∶Eu~(3+)纳米材料发光的影响

讨论了分散在SiO2中的Y2O3∶Eu纳米发光材料在不同浓度和不同灼烧温度下光谱的变化规律,在室温紫外激光波长激发下不同灼烧温度下样品的发射光谱。从光谱上看到在一定浓度下随着灼烧温度的升高发光变强,而且在一定温度下随浓度提高发光变强。尤其在5D0→7F0跃迁谱线的强度明显高于5D0→7F2的电偶极跃迁强度,并分析了原因。探讨了合理的掺杂浓度和灼烧温度,并测量了Y2O3∶Eu质量分数为5%时,灼烧温度在1300℃时的激发光谱和格位选择激发光谱。样品平均粒径50nm,得到在不同波长激发下的5D0→7F1和5D0→7F2选择激发光谱。分析认为Eu3+存在着4种格位,并对其进行了初步的分析讨论。     

Er^3+,Cr^3+共掺杂BaAl2Si2O8荧光粉的发光性质及能量传递

利用高温固相法合成BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+系列荧光粉,研究了Cr^3+和Er^3+掺杂对BaAl2Si2O8材料发光特性的影响.BaAl2Si2O8:Er^3+荧光样品在393 nm激发波长下只呈现出峰值为550 nm的绿色荧光,来源于2H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁的叠加.BaAl2Si2O8:Cr^3+荧光样品在550 nm激发波长下呈现峰值为694 nm的红色荧光,来源于2E→4A2的跃迁.在共掺杂样品BaAl2Si2O8:Cr^3+,Er^3+中,用Cr^3+激发峰的凹槽处380 nm作为激发光,得到的发射峰不仅有Er^3+的发射峰位,还有Cr^3+的发射峰位,说明两个离子之间可能存在辐射能量传递;对共掺杂BaAl2Si2O8:1%Cr^3+,x%Er^3+样品的荧光光谱进行测试,随着x的增加,Cr^3+的激发和发射光谱强度均有所增加,并且当x=0.5时,光谱强度是原来的4倍.另外,当固定Cr^3+的浓度时,随着Er^3+的浓度增加,Cr^3+的荧光寿命逐渐增加;当固定Er^3+的浓度时,随着Cr^3+的浓度增加,Er^3+的荧光寿命逐渐减小.这些现象表明了Er^3+和Cr^3+之间存在共振能量传递,通过理论计算得到Er^3+和Cr^3+之间的能量临界距离为4.5 nm,属于电偶极-电偶极相互作用.     

Tb掺杂的硅铝酸盐的拉曼光谱及其荧光光谱研究

采用高温固相法制备不同浓度Tb元素掺杂的硅铝酸盐荧光材料。当烧结温度为1 350 ℃时其荧光强度达到最大值。通过X射线衍射图谱可知体系中基质材料为CaAl₂Si₂O₈,Tb元素以Ca₂Tb₈(SiO₄)₆O₂相存在。通过拉曼光谱分析可知,870 cm-1处振动峰与Ca₂Tb₈(SiO₄)₆O₂中Tb与硅氧四面体的伸缩振动相关;Tb原子与硅氧四面体之间的弯曲振动产生408 cm-1振动峰。随着Tb掺杂量的增加,拉曼振动峰强度,荧光分光光度计测得的荧光光谱以及拉曼光谱仪测得的光致发光光谱的峰强均呈现先增后减的变化规律。该体系中Tb元素与硅氧四面体匹配数量逐渐增加,当Tb掺杂量超过一定极限值时,体系内发生浓度猝灭,导致荧光性能下降。采用325 nm激光作为激发光源,用拉曼光谱仪的光致发光测量模式产生的峰形与传统荧光分光光度计的光谱曲线一致,但其光谱分辨率明显高于传统荧光分光光度计获得的光谱,有助于对细微能级跃迁现象加以区分。     

Y2Ti2O7:Tm3+的制备及其发光性能研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了不同烧结温度和Tm³⁺掺杂浓度的Y₂Ti₂O₇:xTm (x=0.005,0.01,0.03,0.05)荧光粉,分别采用X射线衍射分析仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和荧光光谱仪对样品的晶型结构、形貌以及发光性能进行了表征。XRD结果表明,所得到的样品为单一立方相烧绿石结构。样品在361 nm紫外光激发下发射出 蓝光,其峰值波长为456 nm,对应于Tm³⁺的¹D₂→³F₄跃迁。1 000 ℃烧结的Y₂Ti₂O₇: 0.01Tm³⁺样品具有较好的发光性能。样品在456 nm处的相对发光强度随Tm³⁺掺杂浓度的增大先升高后降低,在Tm³⁺摩尔分数为1%时达到最大,即出现了浓度猝灭现象。     

MCeO_3∶Eu~(3 )(M=Sr,Ba)的合成及发光性质研究

利用高温固相反应法合成了Eu3 掺杂的MCeO3(M=Sr,Ba)发光粉末样品,采用X射线衍射技术和荧光光谱等测试手段分别对其物相组成和发光性质进行了研究。X射线衍射结果显示,Eu3 离子容易替代MCeO3晶格中M2 离子的位置。荧光光谱测试结果表明,Eu3 掺杂的SrCeO3和BaCeO3样品在紫外波段存在着非常宽的吸收带,峰值分别位于311和320nm左右,它们属于Ce4 -O2-的电荷迁移带,SrCeO3和BaCeO3基质与Eu3 离子之间存在着能量转移。在MCeO3∶Eu3 样品中,Eu3 的发射主要来自于5D0激发态能级,其中以磁偶极跃迁5D0—7F1发射强度为最大;此外样品中还存在着较高的5D1激发态能级的辐射跃迁。SrCeO3∶Eu3 样品的发射强度远大于BaCeO3∶Eu3 样品。     

铒离子浓度对掺Er3+碲酸盐玻璃的Judd-Ofelt理论参数的影响

制备了四种不同铒离子掺杂浓度的碲酸盐玻璃,通过测定吸收光谱计算了吸收谱线的振子强度,根据Judd-Ofelt理论计算了不同浓度下Er3 离子发光光谱的强度参数Ωi(i=2,4,6),计算了自发辐射电偶和磁偶跃迁概率、辐射寿命、荧光分支比等参数,讨论了Er3 离子浓度变化对以上这些参数的影响.测试了Er3 :4I13/2→4I15/2跃迁对应的荧光光谱和Er3 :4I13/2能级荧光寿命.最后应用McCumber理论计算了玻璃中Er3 :4I13/2→415/2跃迁对应的受激发射截面大小.结果表明:振子强度基本上随Er3 离子浓度的增大而增强;随着Er3 离子浓度的增加,自发辐射跃迁概率A基本呈现出递增的趋势,但荧光分支比β却只有很小的变化;Er3 :4I13/2→4I15/2的发射截面随Er3 离子浓度的增大而改变很小,有效线宽都在50 nm左右.     

Eu3+掺杂CaMoO4微米荧光粉发光性质的研究

运用化学沉淀的方法合成了不同Eu³⁺掺杂浓度CaMoO₄微米荧光粉样品, 详细研究了样品的光致发光性质. 研究表明: CaMoO₄: Eu可以被蓝光或近紫外光有效激发, 实现高色纯度的红光发射; 样品的黄昆因子数值数量级为10^-2, 是一种弱电声耦合材料; 样品中Eu³⁺的跃迁强度参数(Ω₂)随着掺杂浓度的提高而增大, 但量子效率却随着掺杂浓度的提高而减小; 通过对样品发光的浓度猝灭曲线的分析, 确定Eu³⁺的理想掺杂浓度为25%, 并判断出Eu³⁺在CaMoO₄基质中通过交换相互作用实现能量传递. 沉淀法制备的CaMoO₄: Eu微米荧光粉具有发光色纯度好, 制备工艺简单, 耗时较少的优点, 是一种性能优异的红色荧光粉材料.