采用溶胶凝胶模板法制备红色长余辉发光材料Y2O2S∶Eu3+,M2+(M=Mg,Ca,Sr,Ba),Ti4+纳米阵列, 利用X射线衍射、扫描电子显微镜和荧光分光光度计、照度计分别研究了不同二价离子掺杂下所合成样品的物相、形貌及发光性能。结果表明: 样品排列整齐有序, 管径大小统一; 不同的二价离子种类没有改变晶体结构和发射峰的位置, 但对余辉性能有较大的影响。用324 nm波长光激发样品, 由于Eu3+的5D0→7F2跃迁, 最强的红色发射峰位于626 nm处; 不同离子掺杂样品的余辉性能按Ba2+、Ca2+、 Sr2+、Mg2+的顺序递加, 其中二价离子为Mg2+ 时, 余辉时间长达287 s (≥1 mcd/m2), 表现出最佳的余辉性能。

采用EDTA(乙二胺四乙酸)络合溶胶-凝胶法制备了Y2O2S∶Eu3+,Mg2+,Ti4+粉体。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和荧光分光光度计对不同温度合成的样品性能进行测试与表征。结果表明:当硫化温度低于1 000 ℃时, 样品为Y2O3与Y2O2S的混合相; 当温度在1 050～1 100 ℃时, 样品为纯相的Y2O2S; 当温度升高到1 150 ℃时, 再次出现Y2O3的相。硫化温度在950～1 100 ℃时, 产物的粒径为50～300 nm。用波长为330 nm的紫外光激发样品时, 626 nm处的发射对应于Eu3+ 的5D0-7F2跃迁。硫化温度为1 100 ℃时, 样品的余辉时间最佳, 为95 min(≥1 mcd/m2)。相比于以乙酰丙酮为络合剂的溶胶-凝胶法, EDTA络合溶胶-凝胶法制备的样品的发光性能具有较大提高。

制备了宽带发光的Ti4+掺杂SiO2-Al2O3-ZnO-K2CO3 微晶玻璃。测试了微晶玻璃的X射线衍射谱、激发光谱和荧光光谱。研究发现,X射线衍射谱表明了玻璃基质中存在β-Zn2SiO4纳米晶粒，计算得到750 ℃处理2 h的β-Zn2SiO4晶粒大小约为25 nm。在紫外光激发下，观察到强烈的宽带发光(350～650 nm)，为Ti4+的(3d0)-O2-(2s2 3p6)的电荷迁移跃迁所导致的发光。与原始玻璃相比，热处理后微晶玻璃的发光明显增强，750 ℃处理2 h对应的色坐标为 (0.242，0.363)接近白光。研究结果表明Ti4+掺杂的SiO2-Al2O3-ZnO-K2CO3微晶玻璃是一种潜在的LED基质材料。