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.     

新型黄绿色发光材料Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+的合成及光谱分析

采用凝胶-燃烧法在活性炭弱还原气氛下成功合成了新型荧光粉Sr2MgSi3O9 :Tb3+、Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+,用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、荧光分光光度计等对合成产物进行了分析和表征.结果表明,所合成的发光材料与Sr2MgSi2O7具有相似的晶体结构,同属四方晶系.样品一次颗粒近似球形,粒径在100nm左右.Sr2MgSi3O9:Tb3+的激发光谱为一位于249nm的宽带,发射光谱主要由473、491、547、585nm等一系列发射峰组成,其中473nm(5D3→<7F3)为主发射峰,547nm(5D4→7F5)为次发射峰;样品Sr1.955MgSi3O9:Tb3+0.04,Ce3+0.005的激发光谱由峰值分别位于249和335nm的双激发带组成,其中后者为主激发带.在335nm激发下,其发射光谱由两部分组成,其中400nm附近的带状发射对应于Ce3+的发射,而491、547、588nm处的发射峰归属为Tb3+的5+D4→7FJ(J=6,5,4)跃迁发射,最强峰位于547nm,对应Tb3+的5D4→7F5跃迁.此外,探讨了Ce3+掺杂量对样品发光亮度的影响,发现Ce3+可以把能量传递给Tb3+,对Tb3+起到敏化作用.     

绿色荧光粉Zn_2Ca(PO_4)_2:Tb~(3+)的制备及发光性能研究

采用高温固相法合成了绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+,测定了该荧光粉的XRD图谱、激发光谱及发射光谱。XRD图谱表明在高温还原气氛下合成了纯相的荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+。该荧光粉的激发谱位于340～400nm。在紫外激发下主要发射峰位于490、544、584、622nm,对应于Tb3+的5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4、5D4→7F3的特征发射。考察了Tb3+的掺杂浓度对样品发光效率的影响,分析了Tb3+的544nm发射的自身浓度猝灭机理并探讨了敏化剂Ce3+离子的加入对荧光粉发光的影响。此绿色荧光粉Zn2Ca(PO4)2:Tb3+是一种很有潜力的适于UVLED管芯激发的发光粉。     

低温单斜相BiPO_4∶Tb~(3+)纳米晶的合成及其发光性能

以无水乙醇为反应溶液,采用室温共沉淀制备了低温单斜相BiPO4∶Tb3+绿色荧光纳米材料,并进行高温烧结处理。利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和荧光光谱分别对所得样品的相结构、形貌以及发光性能进行研究。结果表明:通过高温烧结,样品没有发生晶型转变,仍然保持单斜相结构和纳米颗粒形貌。同时,Tb3+离子作为绿色发光中心进入到BiPO4的晶格中取代Bi 3+的格位,在370nm激发下,观察到Tb3+离子的特征跃迁(5D4→7FJ,J=6~3),其中以5D4→7F5跃迁发射(543nm)为主;并考察了BiPO4∶Tb3+纳米晶发光强度随Tb3+掺杂量的变化关系,发现其淬灭浓度高达20mol%。     

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)。     

KBaPO4:Tb3+材料制备及其发光特性

采用高温固相法合成了KBaPO4:Tb3+绿色发光荧光粉,并研究了材料的发光性质.KBaPO4:Tb3+材料呈多峰发射,发射峰位于437、490、545、586和622 nm,分别对应Tb3+的5D3→7F4和5D4→7FJ=6,5,4,3跃迁发射,主峰为545 nm;监测545 nm发射峰,所得激发光谱由4f 7-5d1的宽带吸收(200～330 nm)和4f-4f电子吸收(330～400 nm)组成,主峰为380 nm.研究了Tb3+掺杂浓度,电荷补偿剂Li+、Na+、K+和Cl-,及敏化剂Ce3+对KBaPO4: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在很大程度上提高材料的发射强度.上述结果表明KBaPO4:Tb3+材料是一种很好的近紫外光激发型高效绿色发光荧光粉.     

红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+的制备及发光特性

通过高温固相方法合成了红色荧光粉Ca3Y2Si3O12∶Pr3+,研究了Pr3+掺杂浓度及助熔剂对荧光粉发光性能的影响。结果显示,所合成的荧光粉的主晶相为Ca3Y2Si3O12。通过分析荧光光谱,发现Ca3Y2Si3O12∶Pr3+硅酸盐荧光粉的有效激发范围可以在430~490nm范围内,并发射红光。在445nm激发下,样品发射光谱中的主发射峰分别位于610nm(3P0→3 H6)和644nm(3P0→3F2),其中610nm处峰值最大。通过改变Pr3+掺杂浓度,发现荧光粉发光强度先增大后减小,最佳Pr3+掺杂量x(Pr3+)为2.0%,超过最佳掺杂浓度表现为由离子间的相互作用导致的浓度淬灭。该荧光粉色温为2261℃。通过观察助熔剂的助熔效果,发现最佳的助熔剂H3BO3添加量为2.0%。     

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.     

CeO_2对Tb~(3+)掺杂硅酸盐玻璃发光和耐辐照性能的影响

采用高温熔制工艺制备出Tb3+掺杂硅酸盐玻璃,研究了CeO2对Tb3+掺杂硅酸盐玻璃发光和耐辐照性能的影响。结果表明,Ce3+的激发带与Tb3+的激发带部分重叠,使激发Tb3+离子发光的能量减少,Tb3+离子在550nm的发光被淬灭;激发停止后,Ce3+/Ce4+减少了由陷阱中逃逸出的空穴和电子的直接复合而传递给Tb3+的激发能量,Tb3+发光余辉缩短。通过铈离子价态变化:Ce4++eCe3+,CeO2引入可以减少辐照对基础玻璃和Tb3+的损伤。综合考虑发光和辐照稳定性,Tb3+掺杂硅酸盐玻璃中CeO2的引入量应控制在0.4%～0.8%(质量分数)。     

Er~(3+)/Yb~(3+)/Tb~(3+)共掺氟氧锗酸盐玻璃上转化发光性质及机理研究(英文)

在980nm激发下,研究了Er3+、Yb3+和Tb3+单掺或共掺氟氧锗酸盐玻璃的上转换发光性质和机理.室温下,观察到了强的绿色和红色上转换发光,其发光中心位于524、546和658nm处,分别对应于Tb3+离子的5D4→7FJ(J=5和0)和Er3+离子的(2H11/2、4S3/2和4F9/2)→4I15/2跃迁.研究了TbF3、YbF3掺杂浓度以及激光功率对上转换发光强度的影响,讨论了Er3+、Yb3+和Tb3+之间的能量传递和上转换机理.     

红色荧光粉Ca_9Al(Po_4)_7:Eu~(3+)的制备与发光特性

本文采用高温固相法合成了Ca9Al(Po4)7:Eu3+红色荧光粉,并对其发光特性进行了研究。该荧光粉在350nm-410nm有一个宽带激发峰,适用于UVLED管芯的激发;在紫外激发下的发射峰由位于589nm和593nm,612nm、616nm和619nm,654nm及688nm四组线状峰构成,分别对应于Eu3+的(5D0～7F1)、(5D0～7F2)、(5D0～7F3)及(5D0～7F4)特征跃迁,呈现红色发光。探讨了掺杂的Eu3+浓度对样品发光强度的影响,其最佳掺杂浓度为5%。研究了其自身浓度猝灭机理,为电偶极-电四极相互作用。发现不同电荷补偿剂Li+,Na+,K+的引入均能使发光强度得到提高,尤其以Li+最佳,发光强度提高了大约35%。结果表明,Ca9Al(Po4)7:Eu3+是一种适用于UVLED管芯激发的用于白光LED的红色荧光粉。     

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.     

KCaPO4:Tb3+绿色荧光粉的发光特性

采用高温固相法合成了KCaPO4:Tb3+绿色荧光粉,并研究了材料的发光性质.KCaPO4:Tb什材料呈多峰发射,发射峰为437、490、545、587和623nm,分别对应Tb3+的5D3→F4和5D4→FJ=615,4,3跃迁发射,主峰为545nm;监测545nm发射峰,所得激发光谱由4f7 5d1宽带吸收(200...     

Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+上转换发光粉的制备与发光性能研究

为实现以Ba5Zn4Y8O21为基质的上转换三基色发光,采用固相合成法于1200℃下制备了Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+发光粉,并对其绿光发射特性进行了研究。980 nm激发下的上转换发射光谱测试结果证实,最佳掺杂浓度下的Ba5Zn4Y8O21:14%Yb^3+,0.15%Ho^3+主要呈现5S2/5F4→5I8跃迁所致的548、553 nm绿光发射,而5F5→5I8和5S2/5F4→5I7跃迁产生的664、758nm红光和近红外光发射非常微弱。而且,绿光强度随激发功率呈线性变化,在20.7 mW/cm^2功率密度范围内,绿红光分支比最高达13.16,呈现优异的色纯度。上转换发光热稳定性测试结果表明,样品的发光效率随样品温度的升高略有下降,50℃时发光强度降低仅9.75%。上述结果证实,Ba5Zn4Y8O21:Ho^3+,Yb^3+是一种优质的绿光上转换发光材料。     

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。     

稀土离子掺杂硼酸钙发光材料的合成与光谱性质

以硼砂和氯化钙为原料,主要采用化学共沉淀法成功合成了稀土离子Eu3+、Tb3+掺杂的硼酸钙发光材料。通过X射线衍射、荧光光谱对样品物相和发光性能进行了表征。探究了不同的实验条件(即不同煅烧温度、稀土离子浓度)对其发光性能的影响,样品的激发光谱表明,在800℃时,CaB2O4∶Tb3+的发光能力最强;掺杂稀土Tb3+离子的发光材料在5%时发光性能最强。在221nm紫外光激发下,样品在612nm和543nm处有Eu3+和Tb3+离子明显的特征发射峰,而且掺杂Eu3+离子的发光材料的发光性能随着Eu3+浓度的增加而增强。     

红色长余辉材料Y2O2S:Eu3+,Si4+,Zn2+的微波合成及性能研究

采用微波法合成了红色长余辉发光材料Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+,研究了微波辐射功率和加热时间对制备Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+的影响。并且对样品进行了XRD、SEM、荧光光谱和热释光谱等表征。XRD测试表明所制备的Y2O2S:Eu3+,Si 4+,Zn2+为单相,六方晶系;荧光光谱测试表明,用λem=626nm作为监控波长,在200～400nm之间有宽的激发光谱,峰值位于325nm。而发射光谱的谱线较窄,来源于Eu3+的5 D0→7F2跃迁的发射峰627.0nm最强。其中以辐射功率为750w,反应时间为25min所制备的样品发光性能最好。     

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.     

LiyMg2-x-yP2O7:xTb3+磷酸盐基质荧光粉的制备及发光性能研究

采用高温固相法制备得到了新型磷酸镁基质荧光粉LiyMg2-x-yP2O7:xTb3+,利用红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段对产品进行了表征,研究了Tb3+、Li+掺杂量对其物相及发光强度的影响。结果表明:Tb3+的掺入对其产品物相有一定影响,Li+的掺杂对产品物相影响较小。Tb3+和Li+的最佳掺杂摩尔分数均为12%,Li+的掺入对其激发峰及发射峰位置基本没有影响,但能有效提高产品的发光强度。该荧光粉的最强激发峰位于波长371nm处,最强发射峰位于波长545nm处,为绿色发光,是良好的近紫外激发绿色发光材料。     

980nm激发下Y_2O_2S:Ho~(3+),Yb~(3+)纳米晶可见和红外发光特性研究

采用共沉淀法,结合固-气硫化工艺制备出六角晶系结构的类球形Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶,平均粒径约40nm。在980nm LD激发下,系统研究了纳米晶在450~1 500nm宽波段范围内的发光特性。根据上转换(UCL)和下转换(DCL)测试结果,Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶发射峰位于545,655和1180nm,分别源于5F4/5S2→5I8、5 F5→5I8和5I6→5I8辐射跃迁。Yb3+离子的掺杂可显著提高Ho3+的上转换发光效率。由于纳米晶表面吸附产生的高能振动量子显著提高了5F4/5S2→5F5和5I6→5I7多声子弛豫的发生几率,使得655nm红光发射很难得到抑制。随Yb3+浓度不断增大,Yb3+→Ho3+能量传递效率提高。这不仅可以增大5F4/5S2和5I6能级的粒子布居数,使绿光和红外光发射增强,而且能在一定程度上抑制5I6→5I7多声子弛豫过程,间接削弱红光发射强度。但5F5能级的另一布居途径(5F4/5S2→5F5)使得Y2O2S∶Ho3+,Yb3+纳米晶的绿红光荧光分支比(IG/IR)值仅能达到3.75。当浓度高于6%(摩尔分数)时,(5F4/5S2,2F7/2)→(5I6,2F5/2)能量反传递过程导致绿光和红光发射大幅降低,而5I6能级布居数的增大却增强了红外发射强度。上述变化导致IG/IR增势减弱,红外/红光荧光分支比(IIR/IR)不断增大。