南京理工大学 材料科学与工程学院, 新型显示材料与器件工信部重点实验室, 南京 210094
钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有优异的光电特性, 在显示应用中表现出巨大的发展潜力。红、绿和蓝单色PeLEDs的研究已经取得了突破性的进展, 但是三色钙钛矿共同电致发光的研究始终迟滞不前。本研究在不同钙钛矿之间引入具有空穴/电子产生和传输能力的中间连接层(ICL), 实现了蓝绿双色和红绿蓝三色发光中心共同电致发光。一方面, ICL可以抑制不同钙钛矿之间的离子交换和能量转移; 另一方面, ICL具有电荷产生和输运功能, 能够确保不同发光中心获得足够的载流子实现独立发光。进一步改变空穴传输层(NPB)的厚度可以调控蓝绿双色发光中心之间的能量均衡分布, 当NPB厚度为40 nm时，器件表现出最大外量子效率(External Quantum Efficiency, EQE)为0.33%。红绿蓝钙钛矿共同电致发光器件的最大EQE达到0.5%。本工作首次报道了红绿蓝三色钙钛矿共同电致发光, 并为钙钛矿多色发光中心共同电致发光提供了具有参考性的策略, 推动了钙钛矿在显示应用中的发展进程。
钙钛矿发光二极管 多色发光中心 中间连接层 载流子分布调控 perovskite light-emitting diodes multicolor emission centers intermediate connection layer carrier distribution regulation
新疆师范大学物理与电子工程学院 物理系, 新疆矿物发光材料及其微结构实验室, 新疆 乌鲁木齐830054
采用水热反应及后期热处理工艺合成了Eu3+掺杂方钠石结构的荧光材料Na8Al6Si6O24(OH)2·(H2O/NO3)2∶Eu3+。SEM图像显示, 所合成的样品由一些长棒状和不规则多面体结构组成,平均粒径约为0.6 μm和2 μm。样品在394 nm (对应于Eu3+离子的7F0→5L6跃迁)激发下发出单色性较好的红色荧光,相应的色坐标值为(0.613 6,0.337 7),色纯度为85.5%, 量子效率为0.36。随着Eu3+掺杂摩尔分数的增大, 样品的红色荧光增强。当Eu3+摩尔分数超过7%时发生部分相变现象。发光热猝灭研究发现, 样品的相对亮度和红色比在37~100 ℃内比较稳定。
水热-热处理法 Eu3+发光中心 三基色白光LED 部分相变 色坐标 hydrothermal method and solid phase method Eu3+ luminescence center three primary colors white light LED part of the phase change color coordinates
1 大连工业大学纺织与材料工程学院, 辽宁 大连116034
2 大连海事大学物理系, 辽宁 大连116026
制备了均匀且透明的乙酰丙酮铕水合物掺杂的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。 Judd-Ofelt强场参数Ω2 (19.73×10-20 cm2)和Ω4 (2.19×10-20 cm2)表明在掺杂样品中三价铕离子周围环境具有较强共价性和反演非对称性。 计算得5D0→7FJ(J=1, 2和4)跃迁的最大发射截面分别为0.38×10-21, 4.90×10-21和0.36×10-21 cm2。 在365 nm紫外光的激发下样品发出紫红色荧光, 在254 nm紫外光激发下则呈现明亮的红色, 表明样品可作为紫外光敏感元件用于光学传感器。 掺杂样品折射率与纯PMMA的折射率之间存在合理的差值, 当其作为纤芯材料与包层材料纯PMMA结合制成标准尺寸9 μm/125 μm光纤时支持多模光传输, 为进一步研发医疗照明光纤、 柔性通讯光纤和光纤传感器提供基础。
聚甲基丙烯酸甲酯 乙酰丙酮铕水合物 差异化发光中心 Poly methyl methacrylate (PMMA) Europium acetylacetonate hydrate Differentiated fluorescence centers 光谱学与光谱分析
2014, 34(6): 1482
新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
以草酸为电解液, 采用二次阳极氧化法制备出了纳米多孔氧化铝薄膜, 经不同退火温度和退火气氛处理氧化铝薄膜后, 通过分析其光致发光光谱得出: 相同的退火气氛中, 退火温度T≤600 ℃ 时, T=500 ℃具有最大的光致发光强度; 退火温度T≥700 ℃时, 随着退火温度的升高, 样品的发光强度增大。 在不同的退火气氛中, 多孔氧化铝薄膜随着退火温度的升高, 发光峰位改变不同, 即在空气中退火处理后, 随着退火温度的升高, 发光峰位蓝移, 而在真空中退火处理后, 发光峰位并不随退火温度的升高而变化; 通过对1 100 ℃高温退火处理后的氧化铝薄膜的光致发光曲线的高斯拟合, 可以看出, 经退火处理后的多孔氧化铝, 主要存在三个发光中心, 发光曲线在350～600 nm范围内对应三个发射峰, 发射波长分别为387, 410, 439 nm。 相同的退火温度下, 空气中退火得到的氧化铝薄膜的光致发光强度大于真空中退火处理后的氧化铝薄膜。 基于实验结果, 结合X射线色散能谱(EDS)、 红外反射光谱等表征手段, 探讨了多孔氧化铝薄膜的发光机制, 并对经过不同退火条件得到的多孔氧化铝薄膜的光致发光特性的改变做出了合理的解释。
纳米多孔氧化铝薄膜 光致发光 发光中心 退火 光谱分析 Nanoporous alumina films Photoluminescence Luminescence center Annealing Spectral analysis 光谱学与光谱分析
2013, 33(12): 3197
新疆师范大学物理与电子工程学院 新疆矿物发光材料及其微结构实验室， 新疆 乌鲁木齐830054
采用高温固相法制备了Cu掺杂天然方钠石光致发光粉末。使用电子探针能谱分析(EDS)和微区分析(EPMA)测出了天然方钠石所含的主要化学成分。用X射线衍射(XRD)研究了Cu掺杂对方钠石结构的影响。室温下测量了真空紫外-紫外-可见光光谱。结果表明，激发光谱中171 nm处的激发带属于基质吸收；202，255，280，290 nm左右的激发带是Cu+离子的3d10→3d94s跃迁引起的。Cu在方钠石晶体中以两种位置存在，分别为Cu+离子在Na+离子晶格位置上出现的Cu1位置和复合层间的Cu2位置，并形成Cu+ 离子的Cu1和Cu2发光中心。用不同波长光激发Cu1和Cu2发光中心得到的峰值分别位于420 nm和470 nm的蓝色荧光来源于Cu+离子内的3d94s→3d10电子跃迁。对样品的发光机理及浓度猝灭过程进行了探讨和研究。
天然方钠石 Cu+ 离子 发光中心 真空紫外光致发光谱 浓度猝灭 natural sodalite Cu+ ion luminescent center vacuum ultraviolet photoluminescence concentration quenching
长沙理工大学 物理与电子科学学院,湖南 长沙 410114
通过调节基质组份比例,研究了SrAl2xO3x+1:Eu2+,Dy3+(x=1-2)荧光粉晶体结构,发光性质及长余辉特性。选取硝酸锶和硝酸铝作为基质原材料,硼酸氨和氟化铝作为助溶剂,采用阳离子草酸盐共沉淀,湿法预先混合原材料及分步合成等方法,制备了亮度高、余辉长及良好粒径分布的系列长余辉发光材料。基于对样品X射线衍射(XRD)图谱,扫描电子显微镜(SEM)照片,激发、发射光谱及余辉衰减曲线分析,发现SrAl2xO3x+1:Eu2+,Dy3+具有良好的结晶状态;随x增加,发射光谱峰值从520 nm蓝移至470 nm;衰减到可辨认发光强度0.32 mcd/m2,余辉时间可相应地从30 h延长到60 h以上。通过分析发现表现不同余辉特性的主要原因是Eu2+在基质中具有不同浓度、不同衰减寿命的蓝、绿两种发光中心造成的,其中蓝发光中心寿命明显高于绿发光中心。
发光材料 长余辉 发光中心 衰减速度
1 中国科学技术大学物理系，安徽 合肥 230026
2 重庆邮电大学现代物理研究所，重庆 400065
为了阐明孤立发光中心自发辐射寿命对环境介质光学常数的依赖关系，从两个典型模型的前提假设出发分析了它们各自的适用条件。并在已有的实腔模型基础上推广出更普适的实腔模型。根据这两个模型的适用条件对文献中已有的实验结果和采用的理论模型分析进行了综合分析，发现现有的实验结果均可以得到圆满的解释。在此基础上，给出发光中心环境介质中发光寿命应该满足的模型的判据：对于稀土离子等孤立离子(其光学极化率可以当作零)作为发光中心时，其发光寿命的局域场效应所满足的模型与被替换的介质离子有关，在被替换的介质离子的极化率很小的情况下，为虚腔(Lorentz)模型，反之则满足实腔模型；当发光中心为纳米粒子(如量子点或含有发光离子的纳米尺度的绝缘体)时，局域场效应满足本文推广了的实腔模型。
光谱学 自发辐射寿命 局域场效应 Lorentz模型 实腔模型 发光中心 折射率 spectroscopy radiative lifetime Lorentz model real-cavity model luminescent center refractive index
1 河南大学物理与信息光电子学院,开封,475001
2 南通工学院基础部,江苏省,南通,226007
对长期存放在空气中的多孔硅样品和即时制备的多孔硅样品分别在室温～180℃下进行了光致发光(PL)温度效应的研究.两类样品的PL呈现不同的变化规律.前者的PL还表现为双峰,且长波PL峰随温度升高蓝移;后者的PL表现为单峰,且PL峰位随温度升高红移.基于量子限制效应对后者进行了解释;而前者难以用分立的量子限制和表面发光中心模型来解释,实验结果表明两种机制之间可能有较复杂的耦合效应发生.
多孔硅 光致发光 双峰 量子限制 表面发光中心
