硅铝酸盐由于其化学性质稳定、 原材料易得, 是发光材料的一种有效基质, 所以受到广泛关注。 其中, 硅铝酸锶(Sr2Al2SiO7)属于四方晶系, 具有稳定的晶体学结构。 Sm3+作为一种常用的激活剂, 其特征峰在波段300~750 nm内都有分布, 有些特征激发峰位于近紫外光区, 在近紫外区有强的吸收。 因此, 以Sr2Al2SiO7为基质、 Sm3+为激活剂可以制备出符合LED要求的红色荧光粉。 本工作采用高温固相法合成一系列Sr2-x-yAl2SiO7∶x%Sm3+, y%Li+荧光粉。 通过X射线衍射(XRD)、 光致荧光光谱(PL)、 绝对量子效率测量系统对样品的晶体结构、 发光特性以及内量子效率进行表征和测量, 并且对样品的XRD进行精修, 色纯度计算。 结果表明: 合成样品均为单相Sr2Al2SiO7, 掺杂Sm3+和电荷补偿剂Li+后, 没有引起相变。 相对于其他阳离子Sm3+(r=1.079 )、 Li+(r=0.920 )的半径与Sr2+(r=1.260 )半径最为相近, 因此更容易替代Sr2+的格位, 并且两种离子半径比Sr2+小而使得样品晶体结构参数a, b, c和v逐渐减小。 样品的最佳激发峰在403 nm处, 相比于Ca3Y2(Si3O9)2∶Sm3+的激发峰出现了3 nm蓝移, 表明样品在近紫外光下有较强的吸收, 这种长紫外波长的光有利于在照明领域的应用。 在403 nm近紫外光激发下, 可以看出, 在500～750 nm范围内, Sm3+的发射峰位于564 nm(4G5/2→6H5/2), 601 nm(4G5/2→6H7/2), 648 nm(4G5/2→6H9/2)和713 nm(4G5/2→6H11/2), 其中601 nm发射峰强度最大, 使样品呈现强烈的橙红色光。 发射峰在607与618 nm处出现劈裂现象, 是因为晶体场的相互作用引起了能级劈裂。 单掺Sm3+的发射光谱强度随着浓度的增加先增大后减小, 当掺杂浓度为2%时发光强度最大。 利用Blasse提出的能量传递临界距离公式, 计算得出临界距离RC≈19.734 , 从而说明了浓度猝灭原因是Sm3+之间的多级相互作用。 根据Dexter理论, 计算出多极相互作用函数θ≈6, 表明Sr2-xAl2SiO7∶x%Sm3+的浓度猝灭机理是电偶极-电偶极(d-d)相互作用。 为进一步提高发光强度, 掺杂了电荷补偿剂Li+, 使晶体内部电荷达到平衡。 实验结果表明, Li+最佳掺杂浓度为2%, 与未加入电荷补偿剂相比, 发光强度提高了2倍并测试其内量子效率为43.6%。 荧光粉色坐标均在(0.60, 0.39)附近, 位于橙红色区域, 具有较高色纯度(约92.2%)。 该荧光粉在三基色白光LED中的红色成分有应用潜力。

采用高温固相法制备了BaAl2Si2O8∶Tb3+, Ce3+系列的荧光材料, 讨论了Tb3+, Ce3+单掺及Tb3+, Ce3+共掺样品的光谱性质及发光机理, 分析了Ce3+与Tb3+之间的能量传递过程。 通过对样品进行XRD, 荧光光谱, 色坐标等测试。 结果表明, Tb3+, Ce3+的掺杂没有改变BaAl2Si2O8晶体的结构。 BaAl2Si2O8∶Tb3+发出明亮的绿光, 发光峰分别位于487, 545, 583和621 nm对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6, 5, 4, 3)特征发射。 Ce3+的掺入没有改变BaAl2Si2O8∶Tb3+发射光谱的位置, 但使其激发谱由窄带激发变成了宽带激发增加了谱带多样性, 发光强度有了明显的增强, 而且颜色也具有一定的协调性, 使其在实际运用方面具有更大的灵活性。 发光强度增强的原因不仅仅是因为Ce3+的敏化作用, 还与Ce3+和Tb3+之间存在能量传递有密切关系。 通过猝灭法计算了, Ce3+与Tb3+之间的能量传递的临界距离为15.345 nm, 并且证明了能量传递是由偶极-偶极相互作用产生的。 通过计算得到能量传递效率最高达到了76.04%。

采用高温固相法制备了一系列Tb3+掺杂方钠石荧光粉样品Na8Al6Si6O24Cl2∶Tb3+。通过XRD、SEM、荧光光谱、热猝灭分析仪对样品的晶体结构及其发光性能进行研究。样品晶粒由大小不等、形状不规则的多面体块状颗粒构成。样品在242 nm(对应于Tb3+离子自旋允许的7FJ→9DJ跃迁)激发下发出单色性能较好的绿色荧光, 相应的色坐标为(0.324 0, 0.587 2), 色纯度为87.4%, 发光量子效率为0.74。随着Tb3+掺杂浓度的增加, 出现浓度猝灭现象。当浓度为5%时, 样品的绿色荧光最强。研究结果表明, 样品满足PDP器件的使用要求, 可作为三基色材料中的绿色组分。

采用高温固相法制备了CaAl2O4∶Eu2+,Li+ 发光材料，并讨论了掺杂Li+对CaAl2O4∶Eu2+发光性质的影响。X 射线衍射(XRD)和PL测试分析表明，在CaAl2O4∶Eu2+中掺入Li+后，Eu2+ 的发光有一定的增强，而余辉时间则延长了4倍左右。通过热释光谱测量，分析了其陷阱能级的数量并估算了陷阱能级深度。结果表明，掺杂Li+会在发光离子周围产生更多的电子陷阱，使陷阱的密度和深度增加，从而提高荧光粉的余辉性能。

天然方柱石是一种典型的硅酸盐类的发光矿石, 针对天然高发光效率方柱石的生成条件及化学成份, 采用高温固相法在1 100 ℃弱还原气氛下合成了Na4Ca4Al6Si9O24(方柱石), 并合成了一系列掺杂Ce3+, Tb3+ 的荧光粉, 对其晶体结构做了讨论。 通过分别对单掺Ce3+, Tb3+和共掺Ce3+, Tb3+样品发光性质的研究, 发现共掺杂的样品其在545 nm处由于Tb3+的5D4→7F5跃迁发光强度远远大于单掺Tb3+的样品。 最后通过掺杂不同浓度Ce3+样品发光性质的研究, 以及其荧光寿命和能量传递机理分析, 结果表明随着Ce3+掺杂浓度的变化, 样品的Tb3+的5D4→7F5跃迁（545 nm）发光强度及寿命也随着变化, 并发现Ce3+对Tb3+存在能量传递, 且当Ce3+和Tb3+的质比为0.02∶0.03时能量传递效率最高。 通过色坐标的测量, 发现随着Ce3+浓度的改变, 样品的发光可在绿色区域进行调节。 因此, 认为Na4Ca4Al6Si9O24∶Ce3+, Tb3+荧光粉有望成为新型白光LED荧光粉。

为了增强β-FeSi2 薄膜的发光强度，通过脉冲激光轰击(PLD)β-FeSi2和Si靶材沉积于Si(1 1 1)面制备了优质的β-FeSi2/Si薄膜，薄膜表面光滑、平整，β-FeSi2颗粒尺寸在20~50 nm左右。光致发光(PL)测试显示，β-FeSi2/Si薄膜在低温下(20 K)在1540 nm 左右的近红外处有一较强发光峰，对应b-FeSi2带-带跃迁。对Si 层进行掺杂Er3+处理，发现处理后的β-FeSi2/Si∶Er 薄膜发光强度得到明显地增强，掺入Er 使β-FeSi2/Si 薄膜非辐射复合中心得到有效地抑制，且β-FeSi2/Si:Er 薄膜的红外发光来自Er3+离子的4I13/2→4I15/2的跃迁和β-FeSi2纳米颗粒带带复合的发光叠加。

采用水热反应及后期热处理工艺合成了Eu3+掺杂方钠石结构的荧光材料Na8Al6Si6O24(OH)2·(H2O/NO3)2∶Eu3+。SEM图像显示, 所合成的样品由一些长棒状和不规则多面体结构组成,平均粒径约为0.6 μm和2 μm。样品在394 nm (对应于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁)激发下发出单色性较好的红色荧光,相应的色坐标值为(0.613 6,0.337 7),色纯度为85.5%, 量子效率为0.36。随着Eu3+掺杂摩尔分数的增大, 样品的红色荧光增强。当Eu3+摩尔分数超过7%时发生部分相变现象。发光热猝灭研究发现, 样品的相对亮度和红色比在37~100 ℃内比较稳定。

在空气中900 ℃温度下，对纯天然无水芒硝(Na2SO4)和TbF3的混合粉末加热20 min，制备了Na2SO4∶TbF3发光材料。并测量了在室温中真空紫外-紫外光下的发射和激发光谱。发射光谱有一系列由于Tb3+离子的5D4→7FJ (J=6,5,4,3,2)和5D3→7FJ(J=6,5,4,3,2)跃迁发射峰。通过监测542 nm处发光得到的激发光谱，分别由Tb3+离子4fn→4fn-15d跃迁(187，193，218 nm)，基质吸收(165，200，240 nm)引起的强激发谱和禁戒的f-f跃迁产生的弱激发谱组成。在TbF3的掺杂量在0.3%~2%范围内，随着Tb3+离子掺杂量的增加，真空紫外区的激发谱相应地逐渐增强。