Y2O3:Er3+粒子的微波制备

采用微波法和溶胶-凝胶法制备了(Y2O3:Er3+)粒子. 微波法制备过程中烧结温度降低到600 ℃. 980 nm激光激发下得到550 和660 nm两个上转换发射带. 微波法制备的上转换材料得到了强的红光发射和弱的绿光发射, 溶胶-凝胶法制备的材料得到了强的绿色发射和弱的红光发射. 结果表明, 微波促进了S6对称性的形成, S6对称性促进了红光的发射.     

一种可用于白光LED的硅酸盐红光荧光粉发光特性的研究

采用固相合成法制备了成分为M1-xSiO3:xEu3+(M=Mg,Ca,Sr,Ba)的红光荧光粉.测量了它们的激发光谱和发射光谱.它们均发射红光,可用于近紫外和蓝光LED芯片,与其他荧光粉一起封装白光LED 以调节显示指数和色温等参数.BaSiO3:Eu3+在室温下发射的主峰波长是613 nm的红光,激发峰值在393和464 nm,可用于调节基于近紫外或者蓝光芯片的白光LED的显色指数.用高斯曲线对它的发射光谱进行了拟合,分析了它的能级跃迁的情况.结果发现,BaSiO3:Eu3+的发射峰是由5D0→7F0(583.04 nm),5D0→7F1(592 nm),5D0→7F2(612.15和620.79 nm),5D0→7F3(650.55 nm)和5D0→7F4(688.5和701.5 nm)跃迁得到的.用两个高斯函数拟合5D0→7F2和5D0→47的发射峰可以得到更合理的结果,并且5D0→70和5D0→7F1这两个能级跃迁的发射峰叠加在一起只能观察到一个峰值.     

硼离子对铕掺杂SiO2干凝胶发光性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了Al单掺和B，Al共掺的Eu掺杂SiO2干凝胶。利用荧光光谱、IR，XRD，DSC，TG／DTG等技术研究了硼离子、退火温度对样品发光性质的影响。经500℃以上退火处理用248nm激发的样品，产生Eu^3＋离子^5D0→^7FJ的特征发射，^5D0→^7F1的跃迁分裂为两个峰。比较615nm处的发光强度，掺硼酸样品的发光强度是不加硼酸发光强度的3．3倍。这是因为B离子的加入，在材料中形成了Si—O—B键，破坏了网络的对称性，加强了Eu^3＋的红光发射。当退火温度上升到850℃用350nm激发时，样品有很强的Eu^2＋蓝光发射。Al单掺的发射中心在437nm处，发射半峰宽约为70nm，而B，Al共掺样品的发光中心蓝移到425nm处，单掺样品的蓝光强度几乎是共掺样品强度的2倍。这是由于硼酸的加入改变了基质的网络结构，从而导致单掺和共掺样品发射峰位和强度的改变。     

1,3-双(二苯基膦氧)丙烷锰(Ⅱ)配合物磷光蒸气变色研究

本文以1,3-双(二苯基膦氧)丙烷(DPPPO2)为配体,合成了两种不同结构的锰(Ⅱ)配合物,其化学式分别为[Mn(DPPPO2)Br2]n(1G)和[Mn2(DPPPO2)4Br2]Br2·4CH3OH(1R).通过X射线单晶衍射确定了这两个化合物的结构.1G呈现一维链状结构,1R则为笼状结构的双核配合物.四面体构型的Mn(Ⅱ)化合物1G在紫外灯照射下呈现绿光发射(λem=514 nm),而扭曲四方锥构型的Mn(Ⅱ)化合物1R呈现红光发射(λem=634 nm).无论是晶体、粉末还是PMMA掺杂薄膜,1G暴露在甲醇蒸气中可发生结构重排,转化为1R,伴随磷光发射光谱显著红移,最大发射峰从514 nm红移到634 nm,同时绿光转变为红光发射.另一方面,若150℃加热1R,则转化为1G,伴随着红光转换为绿光发射.X射线衍射实验表明,化合物1G吸收甲醇蒸气后转变为1R,但加热到150℃时1R又可以恢复到1G,由此实现1G与1R可逆转化.     

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。     

三联噻吩衍生物功能化SiO2反蛋白石光子晶体荧光薄膜的制备及应用

将单分散聚苯乙烯微球乳液与SiO₂溶胶均匀混合后, 于恒温恒湿条件下, 竖直沉积共组装制备得到蛋白石型光子晶体薄膜, 然后利用牺牲模板法制得SiO₂反蛋白石光子晶体薄膜. 该薄膜依次经过浓硫酸与过氧化氢混合液、 3-氨丙基三甲氧基硅烷的甲苯溶液、 三联噻吩的三氯甲烷溶液和硼氢化钠的甲醇溶液处理后, 得到三联噻吩衍生物功能化的SiO₂反蛋白石光子晶体. 结果表明, 制备得到的光子晶体薄膜在512 nm处有荧光发射, 经紫外辐射后荧光猝灭, 甲醛气氛下458 nm处又出现新的荧光发射峰. 在甲醛气氛下20 s即可观察到荧光发射, 空气氛围下可恢复, 10次循环仍可保持强的荧光发射, 可重复性良好. 以无反蛋白石光子晶体结构的三联噻吩衍生物的平滑膜与甲醛作用的体系作为参比, 以330和400 nm聚苯乙烯微球为模板制备的三联噻吩功能化反蛋白石光子晶体, 在甲醛气氛中发射的荧光分别增强47.5和78.6倍. 这是由于光子晶体光子禁带的红带边和蓝带边与荧光发射波长相重叠, 产生了慢光子效应, 极大地增强了发射的荧光强度.     

溶胶-凝胶法合成KGd(WO4)2:Eu3+红色荧光粉及其发光性质的研究

采用溶胶-凝胶法合成KGd(WO4)2:Eu3+红色荧光粉.该荧光粉的性质通过X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、激发谱、发射谱以及荧光衰减曲线来表征.KGd(WO4)2:Eu3+的激发谱主要由中心大约在270nm处的宽谱峰以及一系列由Eu3+离子f-f电子能级跃迁导致的锐线峰组成,在近紫外区有一个最强的激发峰在395nm.正好与紫外InGaN发光二极管(LED)芯片发射波长匹配.在395nm激发下,可以观察到最佳掺杂量为40%(原子分数)的KGd(WO4)2:Eu3+在614nm处产生强烈的红光.发光特性表明,KGd(WO4)2:Eu3+荧光粉可能潜在成为近紫外发光二极管(LEDs)用的红色荧光粉.     

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.     

Ho3+,Yb3+双掺KGd(WO4)2激光晶体的光谱性能

钨酸钆钾是一种新型的激光基质材料.以Yb3 作为Ho3 的敏化剂,采用顶部籽晶提拉法生长出了单斜晶系的HoYbKGW晶体.测试了晶体的红外光谱和拉曼光谱,并对出现的峰值进行了振动归属.分析了晶体的吸收光谱,计算了相应的光谱参数.从荧光光谱可以看出,在1022 nm附近,Yb3 发射主峰的发射线宽达14 nm,对应的是Yb3 的2F5/2和2 F7/2的最低能态之间的跃迁;Ho3 在1985 nm处的荧光发射峰半高宽为45 nm左右,发射截面积为σemp=1.79×10-20cm2.测试了晶体的上转换荧光谱,得到了较强的上转换红光,并分析了相应的上转换机制.     

含有载流子传输功能基团咔唑和噁二唑的有机铕(Ⅲ)配合物的合成及其发光性能

合成了一种含有载流子传输功能基团咔唑和噁二唑的有机铕(Ⅲ)配合物. 在研究了光致发光等性能的同时, 制备了结构为ITO/NPB(40 nm)/2.5%铕(Ⅲ)配合物: CBP(30 nm)/BCP(10 nm)/Alq3(30 nm)/LiF(1 nm)/Al(100 nm)的电致发光器件, 器件在612 nm处有半峰宽为4 nm的高纯度的明亮红光发射, 起亮电压约为6 V, 在17.3 V时达到最大亮度1778 cd/m2.     

聚丙烯酸芴酯的电化学氧化交联反应及其表征

合成了侧链带有芴的聚丙烯酸芴酯(PFM),在含40%三氟化硼乙醚的二氯甲烷混合电解质溶液中,直接阳极氧化PFM获得了自支撑交联网状的聚(聚丙烯酸芴酯)(CPFM)薄膜.通过UV-Vis、FTIR和1H-NMR对CPFM结构进行了表征.荧光光谱表明得到的聚合物薄膜CPFM在415nm附近处具有强的荧光发射峰,表明聚丙烯酸结构的引入没有影响聚芴的蓝色发光性能并有利于提高聚合物薄膜的力学性能.TGA表明得到的CPFM薄膜具有良好的热稳定性。     

固相反应法制备BaHfO3∶Ce纳米粒子及发光特性

通过固相反应法合成了BaHfO3:Ce纳米粒子.采用XRD、SEM等手段分析了粉体合成过程的物相变化及形貌特性:用荧光光度计分析了样品的激发和发射光谱.结果表明:混合粉体经1000℃煅烧2 h,合成出近似球形、分散性良好的BaHfO3:Ce纳米粒子.一次粒径约30 nm.掺杂少量Ce3+离子能引起基质BaHfO3的晶格畸变,并未改变立方晶系结构.BaHfO3:Ce样品的激发光谱由2个激发峰构成,峰值分别位于396和446nm处.396 nm波长激发的发射光谱主要由2个发光谱带组成,其峰值分别位于531和591 nm波长处,发光机制对应Ce3+的5d→2F5/2和5→2F7/2能级跃迁.用446 nm波长激发时,只有一个宽带发射峰,峰值位于593 nm处,而530 nm附近的峰已趋于平缓.当掺杂Ce3+u的物质的量分数为0.9%时,发射峰值达到最大;当Ce3+含量为1.1%时,导致发射峰值强度降低,这是由于Ce3+的浓度猝灭产生的.     

四[4,4'-双(4",4",4"-三氟代-1",3"-二氧代丁基)邻三联苯]双核铕配合物的发光及其在发光二极管中的应用

合成了一个双核铕的配合物,[HN(CH3CH2)3]2[Eu2(bdb)4]·CH3CH2OH,{H2bdb=4,4'-双(4",4",4"-三氟代-1",3"-二氧代丁基)邻三联苯}.该配合物在紫外和近紫外光激发下发出铕离子特征红光.配合物中三价铕离子的5D0激发态寿命为704μs,寿命曲线很好地和单指数衰减拟合曲线相吻合.监控614nm的红光发射,激发光谱位于250～420nm范围.在395nm处具有很强的激发强度,该配合物能够被395nm发射的InGaN芯片发出的近紫外光激发而发红光.变温光致发光测定表明,该配合物的温度淬灭效应很小.当温度升高到200℃,依然发射出很强的红光.配合物热稳定性达到260℃.发光性质和热稳定性满足制备LED器件的要求.将该配合物与395nm发射的InGaN芯片组合制备了红色发光二极管,当配合物和硅树脂的质量比为1:20,工作电流为20mA时,红色发光二极管的色坐标为x=0.61,y=0.31,发光效率为3.64lm/W.将该配合物与发蓝绿光的二-2-(2'-羟基苯基)苯并噻唑锌混合涂布在395nm发射的InGaN芯片上制备成了白光发光二极管,合适的质量比为铕配合物:锌配合物:硅树脂=1:1:25.工作电流为20mA时,色坐标x=0.32,y=0.32;色温Tc=6026K;显色指数Ra=81;发光效率为1.26lm/W.结果表明,该配合物是制备半导体高显色指数白光LED的一种红光材料.     

Tm3+,Yb3+双掺KLa(WO4)2晶体的生长及光谱特性研究

以Yb3 作为Tm3 的敏化剂,采用泡生法生长了四方晶系的Tm,Yb∶KLW晶体(Tm3 ,Yb3 掺杂浓度分别为1%和8%(原子分数))。测试了晶体的红外光谱和拉曼光谱,并对出现的峰值进行了振动归属。分析了晶体的吸收光谱,计算了相应的光谱参数。从荧光光谱可以看出,在1028 nm附近,Yb3 发射主峰的发射线宽达16 nm,对应的是Yb3 的2F5/2和2F7/2的最低能态之间的跃迁;Tm3 在1768 nm处的荧光发射峰半高宽为40 nm左右。测试了晶体的上转换荧光谱,分别在485 nm,643 nm处得到了上转换蓝光和红光,并分析了相应的上转换机制。     

Yb3+:KY(WO4)2晶体生长与光谱性能

采用泡生法生长YbKYW晶体, 通过XRD分析确认所生长的晶体为β-YbKYW. TG-DTA测量结果表明, 晶体的熔点为1045 ℃, 相变温度为1010 ℃. 测得晶体红外光谱和拉曼光谱, 对其峰值所属振动的归属进行了指认, 并测量了晶体的吸收光谱和荧光光谱. 结果表明, YbKYW晶体在940, 980 nm附近有很强的吸收峰, 主峰980 nm处的吸收截面积为1.34×10-19 cm2;该晶体在990, 1010, 1030 nm附近都有较强的荧光发射峰, 其中最强发射峰1030 nm的发射线宽高达16 nm, 有望作为可调谐激光器的增益介质. 计算得其1030 nm受激发射截面积为3.1×10-20 cm2.     

甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的发光性能

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法, 以正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为先驱物, 盐酸为催化剂, 用二步水解法制备了Ti3+/SiO2薄膜和甲基三乙氧基硅烷修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜. 采用红外光谱仪、X射线衍射仪、椭偏仪、荧光光谱仪等对膜层性质进行了分析. 结果表明, 掺杂Ti3+的SiO2薄膜分别在250 nm附近有一弱的激发峰, 294 nm附近有一强的激发峰, 在393 nm附近出现一强的发射峰. IR光谱发现, MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜的Si—OH的吸收峰强度比Ti3+/SiO2薄膜的略减小, Si—O—Si的吸收峰明显增强, 表明复合薄膜硅氧网络结构更规则, 有利于Ti3+的均匀分散. Ti3+/SiO2薄膜与复合薄膜的孔隙率分别为13.64%和6.66%, 表明MTES的加入使薄膜更致密. 在空气中陈放30 d后, Ti3+/SiO2薄膜已经检测不到荧光发射峰, 而MTES修饰的Ti3+/SiO2复合薄膜荧光强度只下降了18%. 在氮气中陈放30 d后, 普通薄膜与复合薄膜的荧光强度均仅下降了10%. 表明Ti3+的荧光猝灭的主要原因是由于Ti3+被氧化造成的. 溶胶中加入MTES后, 薄膜表面结构得到改善, 有效地防止了Ti3+的氧化, 荧光强度更稳定.     

射频磁控溅射制备纳米TiO2薄膜的光电化学行为

在室温下采用射频磁控溅射法制备了纳米晶粒的TiO2薄膜,用循环伏安法研究了ITO/TiO2薄膜电极的光电化学行为,并测量了相应TiO2薄膜的亲水性与光催化能力.结果表明,在室温下制备的TiO2薄膜为无定形结构,当退火温度超过400 ℃时转化为锐钛矿结构.在400 ℃下退火的TiO2薄膜具有良好的亲水性和光催化能力. TiO2薄膜电极用254 nm的紫外光照射一定时间后会产生新的氧化峰,且随着光照时间的增加,峰电流也增加.初步认为用紫外光照射一定时间后, TiO2薄膜的循环伏安图的氧化峰属于光生的Ti3＋,而光致亲水性可能与Ti3＋的生成有关.     

CaO-SiO2-B2O3:Sm2O3玻璃的合成及Sm3+发光性质研究

用常规的高温合成法合成了CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃, 探讨了玻璃的最佳合成温度、玻璃的吸收光谱, 并研究了其发光性质. 在CaO-SiO2-B2O3Sm2O3玻璃体系中观察到了Sm3+的发射光谱. 样品的发射光谱有3个主要荧光发射峰, 峰值波长分别为568, 605, 650 nm, 其中最强峰为605 nm,可见发射起源于Sm3+离子4f电子的f-f跃迁. 其中568 nm对应于4G5/2→6H5/2跃迁、 605 nm对应于4G5/2→6H7/2跃迁、 650 nm对应于4G5/2→6H9/2跃迁, 光谱性质表明这种玻璃体系能够把太阳光中的紫外光转换成红光, 从而增强红光的发射强度. 可以利用这些玻璃的发光性质来制备农用转光玻璃.     

不同金属缓冲层对GaN薄膜的光学及电学性能的影响

本文以金属Ga和NH3为原料,Al、Ni和Fe为金属缓冲层,采用化学气相沉积法(CVD)在Si(100)衬底上合成了GaN微米薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量弥散X射线谱(EDS)、光致发光光谱(PL)和霍尔效应测试仪(HMS-3000)等对GaN微米薄膜进行表征。结果表明,所有样品均为六方纤锌矿结构;样品均出现了很强的近带边紫外发射峰和半峰宽较大的中心波长为672 nm红光发射峰;不同样品的电学性能差异较大。最后对合成的GaN微米薄膜的可能形成机理进行了简单分析。     

BaAl12O19:Tb荧光粉的制备及发光性能的研究

以柠檬酸为络合剂,采用溶胶-凝胶法合成BaAl12O19:Tb荧光粉,通过X射线衍射(XRD)和荧光分光光度计对荧光粉的晶体结构和荧光性能进行检测.XRD分析结果表明:采用溶胶-凝胶制备工艺合成BaAl12O19:Tb),在1300℃可以得到BaAl12O19纯相,掺杂浓度在0.5%～5mol%Tb3 均可取代Ba2 得到纯相的Ba1-xAl12O19:Tbx.样品在240 nm波长激发下,有380,415,440,489,543,585和621nm的一系列窄带发射峰,属于Tb3 的5D3-7Fi(i=6,5,4)和5D4-7Fi(j=6,5,4,3)跃迁发射.其中以位于543 nm波长发射峰最强,489nm波长峰次之,其他均较弱.经1300℃晶化2 h,Tb3 的掺杂浓度为2mol%时,得到的荧光粉体发光强度最好.