1 华南理工大学材料科学与工程学院，广州 510640
2 广州华星光电半导体显示技术有限公司，广州 510555
3 北方民族大学材料科学与工程学院，银川 750021
稀土钼酸盐材料的光环境诱导变色性能与其自身吸收反射特性与光源功率分布相关。基于色度学原理，对比国际照明委员会规定的4种标准光源(即D65、A、F2与F11光源)的功率分布曲线，构建了不同光源间的差异函数，并分析可知此类材料一般在功率分布差异显著的光源间会呈现明显色差，当此类材料的反射率极小值位于光源差异函数的尖锐峰附近时，在相应光源间呈现较大色差，反之则色差较小。根据稀土离子的特征吸收谱线，筛选出具有光环境诱导变色效应的稀土元素，并实验验证了高温固相法所合成稀土钼酸盐变色材料。
光环境诱导变色效应 钼酸盐 稀土材料 色度学分析 allochroic effect molybdate rare earth materials chromaticity analysis
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Electronic-Information Engineering, Hubei Engineering University, Xiaogan 432000, China
2 School of Materials and Architectural Engineering, Guizhou Normal University, Guiyang 550025, China
3 School of Mathematics and Physics, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
(SMO) thin films are deposited on substrates by magnetron sputtering. The effects of ambient temperature on the structural, electrical, and optical properties of the films are investigated. As the temperature increases from 23°C to 800°C, the SMO film exhibits high crystallinity and low electrical resistivity, and the real part of dielectric functions becomes less negative in the visible and near-IR wavelength range, and the epsilon near zero (ENZ) wavelength increases from 460 nm to 890 nm. The optical loss of the SMO film is significantly lower than that of Au, and its plasmonic performance is comparable to or even higher than TiN in the temperature range of 23°C to 600°C. These studies are critical for the design of high-temperature SMO-based plasmonic devices.
plasmonic materials strontium molybdate thin films optical losses temperature Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 053601
华南理工大学材料科学与工程学院, 广州 510640
采用机械激活辅助固相法合成了一种具有随光异色功能的钼酸钬陶瓷色料。利用激光粒度仪、同步热分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜探究了前驱体激活方式/时间以及固相烧结温度对所合成钼酸钬产品性质的影响。采用紫外可见分光光度计和色度仪分析了色料的颜色和变色性能。此外, 还考察了色料的高温及化学稳定性。结果表明, 前驱体混合粉料经激活预处理1 h在900 ℃烧结3 h可获得单相钼酸钬, 相比未经激活的前驱体混合粉料以及先磨后混的前驱体粉料经烧结所获得单相钼酸钬所需温度降低了100 ℃, 这归因于激活预处理可有效降低前驱体混合粉料中颗粒的粒径和晶体的结晶度, 提高其固相反应活性, 从而降低固相合成温度。另外, 在不同的光照条件下, 经激活预处理2 h的前驱体混合粉料在900 ℃烧结 3 h后所获得的色料呈现更好的变色效果。色料的变色机理是由钬离子在可见光范围内具有丰富的能级结构和不同光源的相对光谱功率分布差异所致。同时, 这种色料还具有良好的高温及化学稳定性, 可作为一种潜在的功能性色料应用于陶瓷装饰等领域。
机械激活 固相法 钼酸钬 陶瓷色料 随光异色功能 mechanical activation solid-state synthesis holmium molybdate ceramic pigment allochroic effect
采用共沉淀法合成了Pb2+掺杂CaMoO4∶Dy3+,Eu3+荧光粉, 通过X射线衍射仪、荧光分光光度计对荧光粉的物相组成、发光特性以及激活离子间能量传递效率进行了表征及分析。结果表明, 掺杂Pb2+的CaMoO4∶Dy3+,Eu3+荧光粉样品没有出现新的衍射峰, 说明Pb2+很好地代替Ca2+进入到晶格当中, CaMoO4∶0.05Dy3+,0.15Eu3+,0.15Pb2+荧光粉晶胞参数为a=b=0.548 9 nm, c=1.275 3 nm, Z=2, 属于四方晶系, 在391 nm波长激发下, 484 nm处为Dy3+(4F9/2→6H15/2)的蓝光特征发射峰, 575 nm处为Dy3+(4F9/2→6H13/2)跃迁产生的黄光发射峰, 593 nm处为Eu3+(5D0→7F1)跃迁产生的橙光发射峰, 619 nm处为Eu3+(5D0→7F2)跃迁产生的红光发射峰。通过计算得出CaMoO4∶Dy3+,Eu3+荧光粉中Dy3+和Eu3+之间临界传递距离为1.542 6 nm, 能量传递机理是偶极-四极相互作用, 能量传递效率接近60.31%, 掺杂金属离子Pb2+的荧光粉样品能量传递效率最高提升至72.40%。所以, 掺杂Pb2+能够大幅度提升Dy3+与Eu3+之间能量传递效率和改善荧光粉的发光性能, 因此其在白光LED领域具有重要研究意义。
白光LED 钼酸盐 共沉淀法 稀土发光 能量传递 white LED molybdate coprecipitation method rare earth luminescence energy transfer
岭南师范学院化学化工学院，清洁能源材料化学广东普通高校重点实验室，湛江 524048
红色发光材料的性能对白光LED的显色指数和色温有着极其重要的影响，本文主要介绍了白钨矿型钨/钼酸盐、双钙钛矿型钨/钼酸盐以及复合型钨/钼酸盐等几大体系红色发光材料的结构组成、发光性能以及研究成果，并对钨/钼酸盐红色发光材料的未来前景进行展望。
白光LED 红色荧光粉 钨/钼酸盐 白钨矿型 双钙钛矿型 发光材料 white LED red phosphor tungsten/molybdate scheelite type double perovskite type luminescent material
1 淮南师范学院 电子工程学院, 安徽 淮南 232038
2 潍坊市产品质量检验所, 山东 潍坊 261031
利用高温固相法制备了BaGd2(MoO4)4∶Tb3+与BaGd2(MoO4)4∶Tb3+,Eu3+荧光粉, 并借助于X射线衍射(XRD)、激发光谱、发射光谱及荧光衰减曲线对样品的结构及发光性能进行了表征。在290 nm激发下, BaGd2(MoO4)4∶Tb3+样品在550 nm处具有较强的绿光发射, 表明该样品可用作绿色荧光粉。Tb3+离子的最佳掺杂浓度为50%, 电偶极间相互作用是引起浓度猝灭效应的主要原因。当在BaGd2(MoO4)4∶Tb3+荧光粉中共掺入Eu3+离子后, 可同时观测到Tb3+与Eu3+离子的特征发射峰。随Eu3+掺杂浓度的升高, Tb3+离子的发光强度逐渐下降, 而Eu3+离子的发光强度逐渐增加。根据BaGd2(MoO4)4∶Tb3+,Eu3+中Tb3+离子的荧光寿命计算了Tb3+与Eu3+离子间的能量传递效率, 并根据荧光寿命与激活离子掺杂浓度的关系证实了能量传递机制为电偶极间相互作用。
钼酸盐 荧光粉 能量传递 颜色可调 molybdate phosphors energy transfer tunable color
潍坊学院 化学化工学院， 山东 潍坊 261061
采用溶胶-凝胶法制备了KBaGd(MoO4)3∶Dy3+荧光粉，并借助于扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、激发光谱、发射光谱及荧光衰减曲线等测试手段对其形貌、结构及光谱性能进行了分析。结果显示：与高温固相反应法相比，采用溶胶-凝胶法得到的样品粒径均匀，且形状更加规则。在近紫外光(390 nm)的激发下，KBaGd(MoO4)3∶Dy3+荧光粉的两个主发射峰分别位于485 nm与577 nm处，样品蓝黄比约为0.7。在KBaGd(MoO4)3基质中，Dy3+离子的最佳掺杂摩尔分数为10%，引起浓度猝灭的机理是激活离子间的电偶极间相互作用。随着Dy3+离子浓度的升高，样品荧光寿命缩短，且荧光衰减曲线逐渐偏离单指数变化。
钼酸盐 荧光粉 浓度猝灭 色坐标 molybdate phosphors concentration quenching color coordinate
北京有色金属研究总院, 生物冶金国家工程实验室, 北京 100088
对于钼精矿中钼的测定, 标准方法采用钼酸铅重量法, 该方法需要将钼酸铅沉淀反复多次洗涤、 过滤, 以保证沉淀物中夹带的铅离子洗涤完全, 再对沉淀物进行灰化、 灼烧等多步操作, 步骤较繁琐, 分析费时, 不能快速配合选矿、 冶金的科学研究。 应用原子吸收光谱法间接测定钼, 建立了钼精矿中钼的快速分析方法。 钼精矿样品经硝酸、 氯酸钾、 硫酸加热溶解后, 用酚酞和盐酸调节pH值, 加入乙酸-乙酸铵缓冲溶液调节pH值至5～7, 再加入一定量且过量的铅标准溶液。 基于在室温下, 钼酸铅为难溶电解质, 难溶电解质在一定温度下能否沉淀完全, 通常比较离子积Qc与溶度积常数Ksp的相对大小, 当Qc>Ksp, 溶液过饱和, 沉淀物完全析出, 钼精矿中钼的含量为40～60%, 铅的加入量为0.125 0～0.150 0 g, 取最小值计算出溶液中钼酸铅的离子积, Qc＝［Pb2+］［MoO2-4］=2.51×10-5, Ksp＝1.0×10-13, QcKsp, 因此钼酸铅沉淀可以完全析出, 待钼酸铅沉淀完全后干过滤, 用原子吸收光谱法测定滤液中过量的铅离子, 用差减法计算得出钼精矿中钼的含量。 文中分别考察了乙酸-乙酸铵缓冲溶液的加入量及其浓度、 铅标准溶液的加入量、 钼酸铅沉淀完全的时间、 加热时间以及常见共存离子如W6+, Sn4+和Cu2+等的最大允许量诸多因素对原子吸收光谱法间接测定钼的影响。 与钼酸铅重量法相比, 该方法省去了对钼酸铅沉淀反复多次的洗涤、 灰化以及灼烧等步骤, 操作简便易掌握, 分析时间缩短一半, 并用钼酸铅重量法与本方法进行对照实验, 分析结果进行数理统计, 得出结论: 本方法具有很好的准确度和精密度, 可用于选矿、 冶金钼精矿样品中钼的快速分析检测。
钼精矿 钼酸铅 原子吸收光谱法 差减法 Molybdenum concentrate Lead molybdate Atomic absorption spectrometry Substraction
1 周口师范学院化学化工学院, 河南 周口 466000
2 周口师范学院机械与电气工程学院, 河南 周口 466000
采用了化学共沉淀法合成了一系列的镨、 铽共掺杂的钼酸钙发光材料, 研究了单掺Pr3+和Tb3+以及CaMoO4∶0.03Pr3+, yTb3+共掺杂的浓度、 温度对材料发光性能的影响。 采用X射线衍射仪(XRD)和荧光光谱对样品进行了晶格结构、 荧光性质表征。 XRD分析表明: 样品的主衍射峰与标准卡片（JCPDS 29-0351的衍射峰数据一致, 说明少量Pr3+掺杂没有改变基质晶格结构。 荧光光谱分析表明, 样品在275nm紫外光激发下, 发射光谱主要包括多个发射峰, 波长为488, 560, 621和652 nm, 分别对应于镨离子的3P0-3H4, 3P0-3H5, 1D2-3H4和3P0-3F2的跃迁, 在掺杂量为3%时, 样品特征发射峰最强, CaMoO4∶0.03Pr3+ 和CaMoO4∶0.05Tb3+的最佳煅烧温度分别为800和600 ℃。 随着Pr3+和Tb3+掺入量的增加, CaMoO4∶Pr3+发光材料的特征发射光谱和激发光谱的特征峰强度逐渐减小, 而CaMoO4∶Tb3+材料发光先减小后增大, 存在着浓度猝灭效应。 此外, 在CaMoO4∶0.03Pr3+, yTb3+发光体系中, Tb3+的共掺杂可显著增强镨离子的特征发射峰, 这是由于存在Tb3+→Pr3+的有效的能量传递。
钼酸钙 镨 铽共掺杂 共沉淀法 Calcium molybdate Europium Terbium co-doped Co-precipitation method
1 贵州大学 大数据与信息工程学院, 贵州省电子功能复合材料特色重点实验室, 贵州 贵阳 550025
2 贵州师范大学 物理与电子科学学院, 贵州 贵阳 550001
采用高温固相法合成具有余辉性能的发光材料NaLa0.7(MoO4)2-x(WO4)x∶0.3Eu3+ ( x=0, 0.5, 1, 1.5, 2)。用X射线衍射(XRD)和荧光光谱对样品的晶体结构和发光特性进行表征。测试结果表明, 在900 ℃下烧结8 h所合成的NaLa0.7(MoO4)2-x(WO4)x∶0.3Eu3+样品为纯相NaLa(MoO4)2, 样品可被近紫外光393 nm和蓝光462 nm有效激发, 其发射主峰位于615 nm处, 属于Eu3+的5D0-7F2跃迁。NaLa0.7(MoO4)2-x-(WO4)x∶0.3Eu3+的发光强度随着W6+浓度的增加而增大, 当W6+掺杂量x=1时发光最强, 而后随W6+掺杂浓度的增加出现浓度猝灭现象。通过计算得到样品在393 nm和462 nm激发下的色坐标, 当W6+的掺杂量x=1时, 样品的红光色纯度最好。
发光材料 钼酸盐/钨酸盐 稀土 长余辉 luminescent material molybdate/tungstate rare earths long afterglow
