1 东莞理工学院 电子工程与智能化学院,广东 东莞 523808
2 华南师范大学 信息光电子科技学院,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东 广州 510006
热猝灭性能极大程度上限制了发光材料的应用,如何改善发光材料的热稳定性这一课题受到了广泛关注。本文通过高温固相法制备了一系列浓度梯度的Li3Cs2Ba2-xSrxB3P6O24∶0.03Eu2+荧光粉,并对该系列荧光粉进行了表征,对其XRD、激发发射光谱、荧光寿命、热猝灭性能进行了分析。结果表明,通过阳离子Sr替代Ba的方法不但改善了晶格结构,提升了样品的发光强度,而且使原发光材料的热稳定性能进一步得到了提高。对于Li3Cs2Ba2B3P6O24∶Eu2+样品,在150 ℃下的发光强度已经可以达到常温下的79%,通过Sr替换Ba,该强度能够进一步提高到87%。相关分析及结论可为荧光粉热稳定性的改善提供思路与依据。
荧光粉 Eu2+掺杂 温度猝灭 阳离子替换 phosphor Eu2+ thermal quenching cation substitution
1 生态环境和信息特种功能材料教育部重点实验室(河北工业大学),天津 300130
2 河北工业大学 材料科学与工程学院,天津 300130
随着近紫外芯片激发三基色荧光粉技术的发展,开发用于液晶显示背光源以满足高品质显示需求的新型窄带蓝色荧光粉已经成为材料研究者日益关注的焦点。本文采用高温固相法合成了具有钙钛矿结构原型的K2BaPO4F∶Eu2+窄带蓝色荧光粉。K2BaPO4F基质由[FK4Ba2]八面体以共享Ba、K原子的方式相连形成三维网状阴离子框架,进而与孔道中的[PO4]四面体连接形成K2BaPO4F钙钛矿结构框架。Rietveld精修分析表明,Eu2+同时占据Ba2+和K+位点形成[Eu(1)O8F2]和[Eu(2)O6F2]配位多面体,两种多面体发光中心存在由偶极?偶极效应引起的Eu(1)→Eu(2)能量传递过程,使荧光粉具有发射峰值波长为432 nm、半峰宽为43 nm的高亮度窄带蓝光发射。基于密度泛函理论的第一性原理计算表明,K2BaPO4F基质为间接带隙化合物,理论带隙值为5.035 eV。K2BaPO4F∶Eu2+荧光粉展现了合适的荧光热稳定性(I493 K/I293 K=64%)和较高的内、外量子效率(分别为72.8%和46.4%),其性能指标虽然劣于BaMgAl10O17∶Eu2+、K1.6Al11O17+δ∶Eu2+、Na3Sc2(PO4)3∶Eu2+等典型蓝粉,但优于其他一些已报道的蓝色荧光粉。上述研究工作不仅展现了K2BaPO4F∶Eu2+作为一种新型窄带蓝色荧光粉的应用潜力,而且也为基于矿物结构原型策略探索新型荧光粉提供了可能性。
钙钛矿型结构 K2BaPO4F∶Eu2+ 能量传递 光致发光 perovskite-type structure K2BaPO4F: Eu2+ energy transfer photoluminescence
广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
采用高温固相法合成了一系列Eu2+激活的Sr3LnM(PO4)3F(Ln=Gd, La, Y; M= Na, K)荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱等对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明: 成功合成了Sr3LnM(PO4)3F∶Eu2+荧光粉, 样品的粒径为2~10 μm。荧光粉在蓝光区具有强烈的发射, 归属为发光中心Eu2+的4f65d→4f7跃迁。当基质中的碱金属M由Na变成K时, Eu2+的发光颜色由淡蓝色变成深蓝色, 色纯度大幅提高, 有效地调控了Eu2+在氟磷灰石Sr3LnM(PO4)3F中的发光, 进而发现了一种通过改变第二层配位原子来调控Eu2+发光的策略。
稀土发光材料 蓝色荧光粉 高温固相法 氟磷灰石 发光调控 第二层配位原子 色纯度 rare earth luminescent material blue phosphor Eu2+ Eu2+ high-temperature solid-phase method fluorapatite luminescence regulation secondary layer coordination atom color purity
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 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
针对Er3+共掺增强BaSi2O2N2∶Eu2+发光效果的内在差异和可能机理进行了研究。通过XRD测试展示了共掺下的晶体结构, 分析确认了样品纯度以及生长差异; 为进一步研究差异的来源, 监控了不同价态掺杂离子的发射光谱, 对随Er3+含量变化的发射光谱规律性变化进行展示, 进而分析得出Er3+共掺增强发光的内部物理机理是控制择优取向和对价态进行定向竞争调节; 从发光体应用场景的温度范围需求进行了温度特性测试, 展示了温度变化下的发射光谱变化。这项研究为调控发光强度、提高量子效率的工作提供了新的思路。
稀土发光材料 BaSi2O2N2∶Eu2+荧光粉 光致发光 热稳定性 rare earth material BaSi2O2N2∶Eu2+ phosphor photoluminescence thermal stability
利用高温熔融法成功合成了NaY2F7∶Eu透明微晶玻璃。X射线衍射、透射电子显微镜和选区电子衍射表明NaY2F7纳米晶成功形成并且均匀分散在玻璃基质中,其粒径大小在31~38 nm之间。在340 nm波长激发下,样品表现出Eu2+的蓝光宽带发射,峰值位于425 nm处,表明Eu3+在空气中成功地还原为Eu2+。在393 nm波长激发下,样品具有很强的红光发射,发射光谱中观察到Eu3+来自577、589、612、650、701 nm处的发射峰。通过改变激发波长(340~400 nm),NaY2F7∶Eu透明微晶玻璃的发射光颜色可以从蓝光调节到红光区域。在380 nm激发下,GC660样品在413 K时的发射光积分强度是在313 K时的75.1%。研究结果表明,NaY2F7∶Eu2+/Eu3+在植物照明领域具有潜在的应用。
材料 NaY2F7 玻璃陶瓷 Eu3+/Eu2+ 植物照明 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516020
1 山东大学 材料工程与科学学院, 山东 济南 250061
2 青岛大学 化学化工学院, 山东 青岛 266071
近年来, 窄带发光材料由于可扩大显示色域、改善色彩重现性、提高发光效率等优点在LED显示领域引起广泛的关注。但由于目前已报道的窄带发射材料较少以及Eu2+ 4f-5d跃迁的扩展效应, 用于新兴领域的窄带Eu2+掺杂荧光材料的研发仍然面临巨大挑战。本文综述了目前已报道的具有良好发光性能的Eu2+激活的UCr4C4型窄带荧光材料, 并从结构相关的发光性质出发, 分类描述了Eu2+掺杂的UCr4C4基氮化物、氧化物及氮氧化物荧光材料的晶体结构特征、发光及应用特性, 以期望为设计合成新型稀土掺杂的窄带发光材料提供有意义的启示。
Eu2+掺杂 窄带发光 UCr4C4 UCr4C4 Eu2+ doped narrowband luminescence
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