贵州师范大学物理与电子科学学院, 贵阳 550025
为提高蓝绿色荧光粉的发光性能, 本文采用传统的高温固相法合成LaNbO4∶Dy3+及LaNbO4∶Dy3+,Ca2+荧光粉样品。通过测试样品的XRD、荧光光谱和CIE色度坐标, 研究Dy3+单掺, Dy3+、Ca2+共掺对LaNbO4荧光粉性能的影响。结果表明: LaNbO4∶Dy3+及LaNbO4∶Dy3+,Ca2+荧光粉的衍射峰都与标准卡衍射峰的位置相匹配。样品的激发光谱均由两个宽带激发峰和一系列尖锐激发峰组成, LaNbO4∶Dy3+和LaNbO4∶Dy3+,Ca2+样品的最强激发峰位分别是387和472 nm。在波长为387 nm激发下, 样品的最强发射峰值分别是575和477 nm。且当Dy3+掺杂浓度为0.05时, 样品发光强度最佳。当Dy3+和Ca2+共掺, 且Ca2+浓度为0.05时, 样品的发光性能最好。通过色卡坐标可以观察到在蓝绿色区域LaNbO4∶Dy3+,Ca2+比LaNbO4∶Dy3+的坐标更加集中, 由此可知Dy3+和Ca2+共掺LaNbO4发光效果更好, 发光性能更加稳定, 表明该荧光粉是一种可被紫外光激发并且光致发光性能稳定的蓝绿色荧光粉。
荧光粉 稀土铌酸盐 高温固相法 发光性能 共掺 蓝绿光 phosphor rare earth niobate high temperature solid state method luminescence property co-doping blue-green light
新疆大学物理科学与技术学院，乌鲁木齐 830046
分别采用高温固相法和溶胶凝胶法合成了LiMgPO4和LiMgPO4∶Dy，通过热重-差热热分析仪、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、场发射高倍扫描电镜、紫外可见分光光度计和荧光分光光度计研究了不同合成方法对LiMgPO4∶Dy晶体结构、形貌和发光性能的影响。结果表明，溶胶凝胶法的最低合成温度为750 ℃且晶体中几乎不存在其他晶相，而高温固相法在950 ℃合成的晶体中仍然存在少量Mg3(PO4)2晶相；相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成的样品形貌比较规则；两种方法合成的样品在可见光区域光吸收能力差，而在紫外区域高温固相法合成的样品光吸收能力明显较高；高温固相法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.76~3.93 eV，溶胶凝胶法合成的LiMgPO4∶Dy光学带隙范围为3.85~3.94 eV，合成方法对样品的光学带隙影响较小。LiMgPO4∶Dy的最佳激发波长为350 nm，最强发射峰位于579 nm处，相比于高温固相法，溶胶凝胶法合成样品的发光强度更好。
溶胶凝胶法 高温固相法 晶体结构 光学带隙 发光性能 LiMgPO4∶Dy LiMgPO4∶Dy sol-gel method high-temperature solid-state method crystal structure optical band gap luminescence property
厦门理工学院光电与通信工程学院, 厦门 361024
采用高温固相法制备了一系列新型Sr7-xSb2O12∶xDy3+(x=0~0.35)(摩尔分数)荧光粉, 并研究了Sr7-xSb2O12∶xDy3+的物相结构、发光性能、热稳定性以及荧光寿命。在350 nm光激发下, Sr7-xSb2O12∶xDy3+可以检测到中心波长在482 nm处的蓝光发射带和中心波长在576 nm处的黄光发射带, 当x=0.056时, Dy3+浓度猝灭, Sr6.944Sb2O12∶0.056Dy3+ CIE色坐标为(0.340 8, 0.349 3), 猝灭机理归因于电偶极-电偶极相互作用。当x=0.14时, 该荧光粉可以发出色坐标为(0.310 9, 0.314 0)的白光。此外, Sr7-xSb2O12∶xDy3+在453 K的发光强度大约为室温下发光强度的83.3%, 表现出良好的热稳定性。综合以上研究结果表明, Sr7-xSb2O12∶xDy3+有望用于紫外光激发的白光发光二极管器件中。
Dy3+掺杂 高温固相法 荧光粉 光致发光 发光性能 荧光寿命 热稳定性 Dy3+ doping Sr7Sb2O12 Sr7Sb2O12 high temperature solid-state method phosphor photoluminescence luminescence property fluorescence lifetime thermal stability
1 中国地质大学(北京)珠宝学院, 北京 100083
2 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院, 北京 100083
白磷钙石结构化合物合成温度较低, 且具有更加丰富可调变的晶体学格位, 是一种优良的发光基质材料。本文采用高温固相法在1 250 ℃条件下合成了白磷钙石型发光材料Ca1.8Li0.6La0.6-x(PO4)2∶xEu3+(x=0、0.01、0.03、0.06、0.09、0.15), 并采用X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光光谱仪对其结构和发光性能进行系统表征。结果表明, 制备荧光粉均为白磷钙石结构, Eu3+的掺杂并未在很大程度上改变其结构。该体系荧光粉发射红光, 发射光谱出现了Eu3+的特征发射, 最强发射峰位于617 nm处, 来源Eu3+的5D0→7F2跃迁。随着Eu3+掺杂浓度的增加, 样品的荧光寿命逐渐减小, 证明了Eu3+离子间能量传递的存在。
白磷钙石 高温固相法 发光性能 磷酸盐发光材料 红光 Eu3+掺杂 whitlockite high temperature solid state method photoluminescent property phosphate luminescence material red light Eu3+ doping
厦门理工学院光电与通信工程学院，厦门 361024
采用高温固相法制备了一系列Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+新型红色荧光粉，研究了Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+的物相结构、发光性能、衰减寿命以及热稳定性。研究结果表明新型红色荧光粉Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+能在近紫外光或蓝光激发下发出强烈的红光，并确定了Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+的浓度猝灭机制是电偶极-电偶极之间相互作用。其色坐标结果表明，随着掺杂浓度的增加该荧光粉的色坐标均在红色区域。温度相关荧光发射光谱揭示了该荧光粉具有良好的热稳定性。荧光衰减曲线显示在Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+荧光粉中当x=0.34时为最佳掺杂浓度，其平均荧光寿命为0.619 ms。综合以上研究结果表明新型红色荧光粉Sr3Y2-xTeO9∶xEu3+在荧光转换近紫外激发白光二极管中具有良好的应用前景。
白光LED 碲酸盐 红色荧光粉 高温固相法 光致发光 光学性质 white LED Eu3+ Eu3+ tellurate Sr3Y2-xTeO9 Sr3Y2-xTeO9 red phosphor high temperature solid-state method photoluminescence optical property
沈阳化工大学,辽宁省稀土化学及应用重点实验室，沈阳 110142
采用高温固相法在空气气氛下合成了一系列Eu3+掺杂硼酸盐基质荧光粉。用X射线衍射、荧光光谱以及色坐标等手段对荧光粉的晶相和发光性能进行表征。通过LiBaB9O15中的碱金属以及碱土金属之间的相互取代，研究了基质组成的改变对荧光粉发光性能的影响。结果表明，在Li(Na,K)Ba(Sr,Ca)B9O15∶0.07Eu3+系列荧光粉中，LiSrB9O15∶0.07Eu3+荧光粉的发光强度最强。考察了煅烧温度、保温时间和Eu3+掺杂量对LiSrB9O15∶Eu3+荧光粉晶相和发光性能的影响，煅烧温度为750 ℃，保温时间为1~5 h时，样品的结晶性均良好。Eu3+掺杂量为0.52时，LiSrB9O15∶Eu3+荧光粉的发光强度最强。当x≥0.42(x=0.42,0.47,0.52,0.57)时，LiSrB9O15∶xEu3+色坐标均接近标准红光(0.67,0.33)。比较了LiSrB9O15∶xEu3+(x=0.02~0.57)荧光粉的611 nm(5D0→7F2)和586 nm(5D0→7F1)处发射峰相对强度比值R，R值变化不大，说明多数Eu3+在晶格中处于非反演对称中心的格位; 比较了LiSrB9O15∶0.52Eu3+荧光粉和商用Y2O3∶Eu3+荧光粉的发光特性，在260 nm波长激发下，LiSrB9O15∶0.52Eu3+荧光粉的发光强度弱于Y2O3∶Eu3+荧光粉; 在362 nm和394 nm波长激发下，LiSrB9O15∶0.52Eu3+荧光粉的发光强度强于Y2O3∶Eu3+荧光粉。
硼酸盐基质 高温固相法 荧光粉 发光性能 Eu3+掺杂 borate matrix high temperature solid-state method phosphor luminescence property Eu3+ doping
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130022
2 中国科学院大学光电学院，北京 100037
宽带近红外荧光粉作为新型检测用近红外固态光源——近红外荧光粉转化型发光二极管（NIR pc-LED）的核心材料，在近年来受到研究人员的高度关注。利用高温固相法制备了Cr3+离子掺杂的δ-Sc4Zr3O12宽带近红外荧光粉。在蓝光激发下，其近红外发射位置位于810 nm，发射峰的半峰全宽约为175 nm。该宽带发射对应于两个发光子峰的叠加，两发射子峰的位置分别出现在795 nm和873 nm，这在荧光衰减曲线和温度特性的测试结果中得到了验证。利用光谱数据估算得到的材料晶体场强度为2.25。最后，探索了所制备的Sc4Zr3O12∶3%Cr3+近红外荧光粉在NIR pc-LED中的应用。
激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516008
1 淮阴师范学院，淮安 223300
2 江苏省现代检测技术与智能系统重点建设实验室，淮安 223300
采用高温固相法制备了SrAl2Si2O8∶Eu2+(SASO∶Eu2+)系列荧光粉，详细研究了荧光粉的晶体结构、激发光谱、发射光谱以及热稳定性。结果表明,在337 nm激发下，发射光谱为一个非对称的宽带单峰，峰值波长404 nm，峰的半高宽约为53 nm，Eu2+的最佳掺杂摩尔浓度为5%，根据Dexter理论，讨论了SASO∶Eu2+荧光粉浓度猝灭是由于Eu2+电偶极-电偶极之间的相互作用引起的。当加热到225 ℃时，SASO∶0.05Eu2+荧光粉发光强度仍具有在初始室温下发光强度的97.4%，表明其具有优异的热稳定性。
SrAl2Si2O8∶Eu2+荧光粉 高温固相法 发光性能 热稳定性 SrAl2Si2O8∶Eu2+ phosphor high temperature solid-state method luminescent property thermal stability
1 南昌大学 前湖学院, 江西 南昌 330001
2 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330001
3 南昌大学 江西省轻质高强结构材料重点实验室, 江西 南昌 330001
以BaCO3、SiO2、Eu2O3为原料在还原气氛下采用高温固相法制备了Ba3SiO5∶Eu荧光粉体。 实验结果表明, 制备Ba3SiO5的最佳工艺条件是Ba/Si比为3, 1 200 ℃保温4 h。光谱分析表明, Ba3SiO5∶Eu荧光粉在254,365,410 nm激发下发射主峰为566 nm(Eu2+的4fn－15d→4fn)宽带发射, 量子效率分别为70%、50%、10%, 荧光寿命为百纳秒级；以566 nm为监视波长测得激发谱为主峰在250~450 nm范围内的宽带发射, 主峰为360 nm, 且在410 nm出现小峰； Eu离子最佳掺杂浓度为5%, 由发光强度随掺杂离子浓度变化曲线, 可以得出Ba3SiO5中Eu离子能量传递是基于电四级-电四级作用。
硅酸钡盐 铕离子 高温固相反应法 光谱分析 能量传递 barium silicate cesium ions high temperature solid-state method photoluminescent spectra energy transfer
1 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330001
2 南昌大学 江西省轻质高强结构材料重点实验室, 江西 南昌 330001
3 南昌大学 前湖学院, 江西 南昌 330001
以Gd2O3、SiO、稀土氧化物为原料采用高温固相法制备了Gd2(1-x)SiO5∶2xRE荧光粉体。X射线衍射分析结果表明Gd/Si配比为1.9, BaF2助熔剂用量为5‰, 煅烧条件为1 500 ℃保温3 h得到结晶良好的Gd2SiO5及Gd2SiO5∶RE粉体。光谱分析表明, Gd2SiO5∶Eu荧光粉末激发波段为250~470 nm, 而Gd2SiO5∶Tb为250~320 nm; 前者发射主峰为620 nm(与Eu3+的5D0→7F2对应), 后者为548 nm(与Tb3+的5D4→7F5对应); Eu3+和Tb3+的最佳掺杂量为7%。fa(E) 和发射带fe(E)交叠越大, 则电偶极-电偶极作用机制的跃迁几率越高, Gd3+-Tb3+能带交叠程度大于Gd3+-Eu3+, Tb3+的量子效率要高于Eu3+。
硅酸钆盐 光谱分析 能量传递 高温固相反应法 gadolinium silicate photoluminescent spectra energy transfer high temperature solid-state method
