1 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室， 吉林 长春 130022
2 中国科学技术大学 应用化学与工程学院， 安徽 合肥 230026
近年来，近红外荧光粉转换发光二极管（NIR pc-LED）在夜视、生物成像和无损检测等领域引起了广泛关注。然而，获得兼具高量子效率和优异热稳定性的近红外荧光粉仍然是一个巨大挑战。本文利用高温固相法合成了一种新型近红外荧光粉BaY2Al2Ga2SiO12∶Cr3+（BYAGSO∶Cr3+），并系统研究了材料的结构和发光性质。在440 nm蓝光激发下，BYAGSO∶Cr3+荧光粉的发射光谱在650~850 nm范围内呈现锐线和宽带的混合发射，源于Cr3+：2E→4A2自旋禁戒跃迁和4T2→4A2自旋允许跃迁发射。该近红外发光表现出可观的量子效率和良好的热稳定性，最优化样品的外量子效率可达30.3%，在200 ℃时样品的发光强度可保持其在室温时强度的99%。通过将BYAGSO∶Cr3+荧光粉与450 nm蓝光LED芯片结合，我们封装了一个NIR pc-LED器件。该器件在300 mA驱动电流下，输出功率为70.83 mW；在20 mA驱动电流下，光电转换效率为11.20%。研究结果表明，BYAGSO∶Cr3+在NIR pc-LED领域具有良好的应用前景。
近红外发射 Cr3+ 热稳定性 量子效率 荧光粉转换发光二极管 near-infrared emission Cr3+ thermal stability quantum efficiency NIR pc-LED
1 吉林建筑大学 材料学院, 吉林 长春 130018
2 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用高温固相法合成了Nb5+、Sm3+共掺杂YTaO4长余辉发光材料, 通过X射线粉末衍射(XRD)、稳态荧光光谱、漫反射光谱和热释光曲线等多种表征手段研究了材料的结构、荧光和长余辉发光特性。XRD结果表明, 共掺杂Nb5+和Sm3+没有引起YTaO4晶体结构的改变。光谱分析表明, 共掺Nb5+不仅可大幅提高YTaO4中Sm3+的长余辉发光强度, 而且可实现长余辉发光颜色的调控。对Sm3+和Nb5+共掺杂调控长余辉发光特性的机理也进行了分析。
过渡金属复合氧化物 长余辉 颜色可调 transition metal composite oxide long-lasting phosphorescence Nb5+ Nb5+ Ta5+ Ta5+ color tunable
厦门大学化学化工学院化学系, 固体表面物理化学国家重点实验室, 福建 厦门 361005
拉曼光谱作为一种重要的振动光谱学方法, 常用于分子结构表征和定性及定量分析检测。磺胺类药物作为一类抗生素, 得到广泛应用。我们采用密度泛函理论就对氨基苯磺酰胺分子(PABS)拉曼谱图和在碱性条件下SERS谱进行了分析发现吸附PABS 的拉曼谱不能解释文献观测的SERS光谱。基于理论分析结果, 我们提出PABS 在碱性条件下可能发生表面催化偶联反应, 生成芳香偶氮化合物。其反应为芳香偶氮二聚体, 理论计算其拉曼光谱与实验谱相吻合。
对氨基苯磺酰胺 密度泛函理论 表面增强拉曼光谱 银 表面催化偶联反应 Sulfanilamide Density functional theory SERS spectrum Silver Antibiotics
1 沈阳师范大学 化学化工学院, 辽宁 沈阳 110034
2 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用高温固相法合成了一种新型近红外发光材料Mg2-xSnO4∶xCr3+。利用X射线粉末衍射仪对样品的结构进行了表征, 证明所得到的荧光粉具有单一尖晶石结构, 掺杂离子的加入并没有改变晶体结构。利用荧光光谱和荧光衰减光谱对荧光粉的发光性质进行了研究。当被470 nm的蓝光激发时, 荧光粉在700 nm处出现一个尖锐的发射峰(R锐线)和中心发射在750 nm处的宽带发射峰, 分别归属于Cr3+的2E→4A2和4T2(4F)→4A2跃迁。研究不同浓度Cr3+掺杂对样品发光性质的影响, 发现样品的发光强度随着Cr3+浓度的增加而增大。当Cr3+掺杂浓度x=0.02时达到最大值, 之后出现发光强度的猝灭, 猝灭机理为多极相互作用。样品的荧光寿命随着Cr3+掺杂浓度的增大逐渐减小, 从而证明Cr3+之间存在着能量传递现象。Mg2-xSnO4∶xCr3+系列荧光粉还表现出了近红外长余辉发光性质。
近红外发光 荧光材料 光谱性质 余辉 Mg2SnO4 Mg2SnO4 near infrared luminescence fluorescent material optical properties afterglow
1 沈阳师范大学 化学与化工学院, 辽宁 沈阳110034
2 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室, 吉林 长春130022
通过高温固相法合成了一系列Ba3Y4-xO9∶xDy3+荧光粉材料。利用X射线粉末衍射、荧光光谱和荧光寿命对样品进行了表征。实验表明，样品的激发光谱由一系列线状峰组成，峰值分别位于328，355，368，386，427，456，471 nm。在355 nm激发下，荧光粉在490 nm(4F9/2→6H15/2)和580 nm(4F9/2→6H13/2)处有很强的发射，发射光谱的色坐标位于黄光区域。研究了不同Dy3+掺杂浓度对样品发光性质的影响，发现样品的发光随着Dy3+浓度的增大而增强，但光谱形状基本保持不变，表明Dy3+占据了基质中低对称性的Y3+格位。当Dy3+摩尔分数x=0.08时出现发光强度猝灭现象,浓度猝灭机理为电偶极-电偶极相互作用。样品的发光寿命随着Dy3+浓度的增大逐渐减小，进一步证明了Dy3+离子之间存在着能量传递现象。Ba3Y4O9∶Dy3+荧光粉的发光位于黄光区域，有较好的热稳定性，是潜在的白光LED用荧光粉材料。
黄光 荧光材料 光谱性质 Ba3Y4O9 Ba3Y4O9 yellow light fluorescent material optical properties
1 吉林建筑大学 材料科学与工程学院, 吉林 长春 130118
2 中国科学院长春应用化学研究所 稀土资源利用国家重点实验室, 吉林 长春 130022
采用高温固相法在1 300 ℃合成了A0.98Nb2O6∶Eu0.02(A=Ca,Sr,Ba)荧光粉。X射线衍射(XRD)的结果表明烧结后得到的产物为纯相。利用稳态荧光光谱(PL)和漫反射光谱(DRS)对A0.98Nb2O6∶Eu0.02(A=Ca,Sr,Ba)的发光性质进行了研究。结果表明A0.98Nb2O6∶Eu0.02(A=Ca,Sr,Ba)荧光粉可以发射Eu3+的特征红光, 光强度按CaNb2O6>SrNb2O6>BaNb2O6从大到小排列。激发光谱中可以观察到Eu3+离子的电荷转移跃迁(CT)和f-f跃迁吸收。其中CT吸收峰因基质阳离子半径的增大而发生了较大程度的红移, 从270 nm红移到了330 nm。
荧光粉 电荷迁移带 ANb2O6 ANb2O6 phosphors charge transfer band Eu3+ Eu3+
1 沈阳师范大学 化学与生命科学学院, 辽宁 沈阳110034
2 辽宁大学 化学院, 辽宁 沈阳110036
3 中国科学院长春应用化学研究所 稀土化学与物理重点实验室, 吉林 长春130022
利用水热法合成了α-SrHPO4∶RE(RE=Eu3+, Tb3+)纳米磷光体, 并研究了材料的形貌与光谱特性。 α-SrHPO4纳米粒子为长度90～200 nm的棒状结构, 直径为24～36 nm。Eu3+和Tb3+的掺杂均会降低α-SrHPO4的结晶度, 并减小其长径比。α-Sr0.97HPO4∶0.03Eu3+在395 nm近紫外光的激发下, 存在分别由5D0→7F1和5D0→7F12跃迁引起的590 nm和614 nm发射峰, 最终发射橙红光。α-Sr0.97HPO4∶0.03Tb3+在217 nm近紫外光的激发下, 存在由5D4→7F5跃迁引起的543 nm绿光发射。
稀土 水热合成 发光 rare earth α-SrHPO4 α-SrHPO4 hydrothermal synthesis photoluminescence
