采用简单的水热法合成了六角柱形NaErF4和NaErF4@NaYF4核壳上转换发光材料, 利用扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)和荧光光谱(PL)等表征对材料的形貌、结构和上转换发光性能进行了研究。结果表明, 纯NaErF4样品为六角柱形, 边长和厚度均为1 μm左右, 样品表面光滑。随着NaYF4壳层的包覆, 六角相NaErF4周围出现了大量的立方相NaYF4纳米颗粒, 得到了NaErF4@NaYF4核壳结构。荧光光谱表明, 通过在六角柱形NaErF4表面包覆NaYF4壳层, 可以有效增强上转换发光强度, 其中, 位于527, 543, 663 nm处的3个发射峰分别对应于Er3+的2H11/2→4I15/2、4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2能级跃迁。随着壳层中Y∶F比例的增加, 立方相NaYF4的晶体衍射峰逐渐增强; 同时, 对应的NaErF4@NaYF4样品发射光谱中红绿比(R/G)逐渐增大, 发光颜色也从绿色、经黄绿色逐渐向黄色过渡, 实现了多色发光。

采用简便的尿素辅助沉淀法将Gd2O3∶Tb3+成功包覆在二氧化硅微球表面合成了尺寸均匀的球形SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳发光材料,解决了稀土发光材料普遍存在的形貌可控性差和颗粒尺寸不均一等问题。利用XRD、SEM、红外光谱和荧光光谱等表征测试了样品的形貌、结构和发光性能。SEM照片和尺寸分布图显示,SiO2@Gd2O3∶Tb3+粒子呈现均匀球形形貌,分散性良好,粒径约(608±18) nm。XRD图谱分析表明,600 ℃煅烧后,壳层Gd(OH)3CO3完全转变为立方相Gd2O3,结晶性良好,无杂相生成。同时,结合红外光谱推测了SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的形成机理,并得出Gd2O3∶Tb3+壳层主要以Si-O-Gd键形式连接在二氧化硅微球表面。在240 nm紫外光激发下,SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球呈现绿光发射,其中,位于540 nm处的主峰归属于Tb3+的5D4→7F5能级跃迁。不同Tb3+掺杂浓度下的发射光谱表明,当Tb3+掺杂浓度为4mol％时,SiO2@Gd2O3∶Tb3+核壳微球的发射强度达到最大值,寿命为1.55 ms,色坐标位于绿色区域,展现了良好的绿光发光性能。