作者单位
摘要
1 郑州大学材料科学与工程学院 郑州市先进能源催化功能材料制备技术重点实验室,河南 郑州 450001
2 郑州大学(洛阳校区)材料科学与工程学院,河南 洛阳 471099
3 洛阳理工学院 智能制造学院,河南 洛阳 471023
Mn4+激活荧光粉实现强零声子线(Zero phonon line,ZPL)发光将会使其发射光谱中短波红光增强,且常伴随荧光寿命缩短。本文对Mn4+激活氟化物红光荧光粉中具有强ZPL发光特征的28种荧光粉的组成、制备、晶体结构与荧光性质进行综述。发现了一些规律:(1)这28种荧光粉可以根据Mn4+与被取代离子是否为等价取代及被取代离子在基质中是否形成六配位分为四类。(2)[MnF6]配位八面体畸变是Mn4+实现强ZPL发光的必要条件。(3)大部分Mn4+激活强ZPL氟化物荧光粉中Mn4+掺杂为对3+离子的不等价取代;在等价取代且被取代离子为六配位时,获得强ZPL发射的空间群主要为P321和P3m1等三方晶系空间群。(4)Mn4+在绝大多数强ZPL发射氟化物荧光粉中ZPL都弱于ν6声子伴峰,仅在Na2TiF6∶Mn4+等5种荧光粉中ZPL强于ν6峰。(5)其ZPL波长都在617~628 nm之间,多数为620 nm。(6)ZPL与Stokes ν6峰的强度比不仅与荧光粉的化学组成有关;对于同一化学组成的荧光粉,该比值也随制备方法的改变而变化。
Mn4+ 红光荧光粉 零声子线 氟化物 Mn4+ red-emitting phosphor zero phonon line fluoride 
发光学报
2023, 44(10): 1733
作者单位
摘要
1 郑州大学材料科学与工程学院 郑州市先进能源催化功能材料制备技术重点实验室, 河南 郑州 450001
2 中国地质科学院 郑州矿产综合利用研究所, 河南 郑州 450006
3 东北大学秦皇岛分校 河北省电介质与电解质功能材料重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
Mn4+激活荧光粉可在蓝光激发下发射波长可调的红光, 是当前白光发光二极管用荧光粉的研究热点之一。在制备Mn4+激活红光荧光粉时, 有多种锰源可供选择, 如K2MnF6、KMnO4、Mn(HPO4)2、MnCO3、MnO2、MnO、Mn(NO3)2、Mn(CH3COO)2等。本文综述了文献中在制备Mn4+激活氟化物、氟氧化物和氧化物基质红光荧光粉时采用的锰源, 列举了相应的制备方法, 并总结了采取不同锰源和制备方法对所合成荧光粉的荧光性质(如量子效率)等方面的影响。最后就如何控制Mn4+激活荧光粉中锰离子价态等进行了展望。
荧光粉 锰离子 锰源 phosphor manganese ion manganese-containing chemical 
发光学报
2022, 43(5): 662
作者单位
摘要
1 1.郑州大学 材料科学与工程学院, 郑州 450001
2 2.东莞理工学院 材料科学与工程学院, 东莞 523830
Mn4+激活红光荧光粉是白光半导体发光二极管(wLEDs)领域当前研究热点之一。Mn4+离子2E→4A2跃迁在铝酸盐中的最短发光波长是在MgAl2O4中实现的651 nm发光, 由于其结构中含有形成四面体或八面体配位的两种阳离子格位(Mg2+/Al3+), 易造成所掺杂锰元素存在多种价态(+2/+4/+3等)。本研究通过改变起始原料中Al2O3的晶型(γ/α比例)及退火处理来调控锰离子在MgAl2O4晶格中的占据格位, 对其主要存在价态实现调控。采用荧光光谱和紫外-可见-近红外漫反射光谱技术来表征所合成荧光粉中Mn离子的价态及其演变。研究发现, 高α/(α+γ)比铝源促进Mn2+形成, 而低α/(α+γ)比铝源促进Mn4+形成。通过使用高活性纳米γ-Al2O3为铝源, 有效抑制了锰离子在MgAl2O4中Mg2+格位的占据及Mn2+离子的形成, 经空气中1550 ℃保温5 h的一次高温热处理即可制备出在可见光区只有Mn4+红光发光的高纯高亮度MgAl2O4:Mn4+荧光粉。氧化铝晶型影响锰离子掺杂格位和掺杂价态的本质规律是: 氧化铝活性决定实际固溶掺杂反应步骤, 进而影响锰离子掺杂格位和价态。本研究提出的反应步骤调控作为反应气氛、电荷补偿剂、反应温度三种调控方法外的一种新方法, 为Mn4+激活铝酸盐荧光粉中锰离子掺杂价态调控提供了新思路。
Mn4+ 白光LEDs 红光荧光粉 价态调控 Mn4+ white LEDs red-emitting phosphor valence state control 
无机材料学报
2021, 36(5): 513
作者单位
摘要
1 郑州大学 材料科学与工程学院, 河南 郑州 450001
2 河南理工大学 物理与电子信息学院, 河南 焦作 454000
3 东莞理工学院 材料科学与工程学院, 广东 东莞 523808
4 厦门大学 材料学院, 福建 厦门 361000
Mn4+激活红光荧光粉是白光发光二极管(LED)用荧光粉的研究热点之一。过渡金属锰元素具有未充满的d轨道, 可形成Mn4+/Mn3+/Mn2+等多种价态, 而其他价态的存在会影响Mn4+的吸收/辐射跃迁。目前, 多数研究论文对所制备荧光粉中锰离子价态未进行表征, 或采用的表征手段难以定性或定量确定多种共存价态锰离子的相对含量。本文对Mn4+激活红光荧光粉中锰离子价态表征手段进行综述, 包括漫反射光谱、荧光光谱、X射线光电子能谱、电子顺磁共振谱、阴极射线发光谱、X射线精细吸收谱、变温磁化率谱等。对其测试结果在定性或定量表征锰离子价态方面的可靠性以及测试便易性进行对比评述。最后总结了影响锰离子价态的因素和调控其价态的实验方法, 以期对新型高效Mn4+激活红光荧光粉的研发有所裨益。
白光LED 荧光粉 锰离子 价态表征 white LED phosphor manganese ion valence state analysis 
发光学报
2020, 41(10): 1195

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