云南大学材料与能源学院, 云南 昆明 650091
全无机钙钛矿量子点CsPbX3(QDs)(X=Cl、 Br、 I)具有可覆盖整个可见光区(400~700 nm)的发射, 单一发光峰较窄, 量子效率较高, 其发射波长和带隙可通过调节CsPbX3中卤素原子X来实现调控。 因CsPbX3优异的光学特性而被广泛应用于显示领域, 然而其稳定性较差等问题阻碍其进一步的应用。 金属有机框架(MOFs)是一种多孔性的框架结构, 因其独特的多孔结构, 永久的孔隙率而作为一种基质载体来提高材料的稳定性。 MOFs将QDs限制在主体内部不仅可以保护它们免受外部环境的刺激, 使它们彼此隔离而不团聚, 而且还可以实现各种新的特性和应用。 将QDs限制在MOFs中所得的复合材料(CsPbX3 QDs@MOFs)具有比CsPbX3 QDs更优异的光学特性以及对周围环境更好的稳定性, 复合材料(CsPbX3 QDs@MOFs)在光电器件, 传感器以及加密与防伪领域有着广泛的应用。 该综述首先介绍了CsPbX3 QDs相关结构、 制备、 光学性能和应用, 以及现存问题。 例如在毒性、 稳定性、 阴离子交换等方面及相应解决方法; 其次介绍了MOFs结构、 制备、 特性及应用等相关内容; 并对介绍复合材料CsPbX3 QDs@MOFs的制备、 光学特性、 应用, 例如在白光二极管(WLEDs)、 防伪和加密、 用作催化剂、 远程型白光发射器件中的应用, 并实现了宽色域应用, 验证了这些新型发光复合材料在背光显示应用中具有很大的应用前景。 对复合材料CsPbX3 QDs@MOFs现阶段存在一些问题和需要改进方面提出一些见解, 对下一步进行复合材料方向提供一些思路并对研究前景进行了展望。
全无机钙钛矿量子点 金属有机框架 发光特性 应用 All-inorganic chalcogenide quantum dots Metal-organic frameworks Luminescence properties Applications 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3321
双钙钛矿结构化合物具有化学稳定性高、声子能量低、易于稀土离子掺杂和多种可调变的晶体学格位等优点,是一种优良的上转换发光基质材料。本文采用高温固相法在600 ℃下合成了双钙钛矿结构Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+上转换发光材料,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对其成分、结构和发光特性进行系统表征。在980 nm激发下,制备的样品在521和548/561 nm处产生的绿光发射分别归因于Er3+的2H11/2-4I15/2、4S3/2-4I15/2能级上的电子跃迁,同时在656 nm处产生的红光发射对应于Er3+的4F9/2-4I15/2能级上的电子跃迁。此外,本文探究了Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+的上转换发光机理。
双钙钛矿 上转换 发光特性 稀土掺杂 高温固相法 发光机理 double perovskite Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ Rb3GaF6∶Er3+,Yb3+ up-conversion luminescence characteristic rare earth doping high-temperature solid-phase method luminescence mechanism
西安电子科技大学 先进材料与纳米科技学院, 西安 710071
红色荧光粉对改善白光LED(w-LEDs)发光性能具有至关重要的作用。为制备与商用LED芯片相符的、高效和稳定性好的红色荧光粉, 本研究采用传统高温固相法合成了系列四方白钨矿结构的Na1-xMxCaEu(WO4)3 (M= Li, K)红色荧光粉, 并系统研究了Li+和K+的掺杂对NaCaEu(WO4)3荧光粉晶体结构、发光性能以及热猝灭特性的影响。Rietveld精修结果显示, 掺杂Li+和K+没有改变NaCaEu(WO4)3基质的四方白钨矿结构, 而是形成了固溶体, 并且导致晶格常数呈现规律性的变化。光致发光光谱表明, 在近紫外光395 nm激发下, 荧光粉呈现典型的红色发射, 其最强发射峰位于617 nm处, 对应于Eu3+离子的5D0→7F2跃迁, 这表明Eu3+处于非对称中心格位。更值得注意的是掺杂Li+和K+有效改善了NaCaEu(WO4)3荧光粉的发光强度, 当Li+和K+的掺杂浓度(物质的量分数)分别为100%和30%时, 荧光粉的发光强度和色纯度达到最佳。此外, 还对Na1-xMxCaEu(WO4)3 (M=Li, K)荧光粉的热猝灭特性机理进行了研究。结果显示, 掺杂Li+和K+荧光粉均表现出卓越的热猝灭特性, 其中当Li+掺杂浓度(物质的量)为100%时, LiCaEu(WO4)3荧光粉的热猝灭特性最佳。以上研究结果均表明Na1-xMxCaEu(WO4)3 (M= Li, K)红色荧光粉在大功率近紫外激发的白光发光二极管中具有潜在的应用价值。
荧光粉 白钨矿结构 热猝灭特性 光致发光特性 phosphor scheelite structure thermal quenching characteristics photoluminescence property
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
2 上海理工大学 光学仪器与系统工程研究中心,上海 200093
3 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
光源是投影显示系统的核心组成部件。激光投影光源具有亮度高、寿命长和色域广等特点,但存在成本较高和散斑现象的问题。将激光结合激发荧光作为投影机光源,可以有效降低成本并解决散斑问题。通过将钇铝石榴石(YAG)荧光粉和激光单元结合制成混合光源,研究了不同荧光粉质量分数及工作温度对混合光源发光特性的影响。实验结果表明,光源的亮度和色度坐标值均随着荧光粉质量分数的增大而提高,而荧光粉的转化效率随着工作温度的升高而降低。研究结果验证了激光–荧光混合作为投影机用光源的可行性,不仅降低了整机的制造成本,解决了激光光源存在的散斑问题,而且降低了对光源光学元件加工的精度要求,提升了量产的制成能力。
投影显示 激光光源 荧光 发光特性 projection display laser light source fluorescence luminous characteristics
本文以2-羟乙基苯并咪唑-5-羧酸(Hhebimc)、己二酸(H2hex)和硝酸镉为原料,合成了新型镉配合物[Cd2(hebimc)2(hex)]·2H2O。对该配合物进行单晶X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重、粉末X射线衍射及荧光光谱等测试。单晶X射线衍射结果表明:配合物为三斜晶系,空间群为P1,中心离子Cd(Ⅱ)离子为六配位扭曲的八面体几何构型,晶胞参数为a=0.860 33(15) nm,b=0.906 59(16) nm,c=1.012 03(18) nm,α=74.826(3)°,β=73.131(3)°,γ=85.128(3)°,V=0.729 0(2) nm3,是一例具有超分子网络结构的配位聚合物。荧光光谱分析表明,配合物与自由配体具有相似的发光特性。
2-羟乙基苯并咪唑-5-羧酸 己二酸 Cd(Ⅱ)配合物 晶体结构 发光特性 2-hydroxyethyl benzimidazole-5-carboxylic acid adipic acid Cd(Ⅱ) complex crystal structure luminescent property
1 辽宁师范大学 物理与电子技术学院, 辽宁 大连 116029
2 大连理工大学 物理学院, 辽宁 大连 116024
采用高温固相反应法制备了不同掺Tb浓度的CaSrSiO4纳米荧光粉。TEM照片显示粉末颗粒为球状, 直径30~50nm。XRD主要衍射峰与CaSrSiO4基质基本一致, 表明Tb离子掺入对CaSrSiO4晶体结构影响较小。285nm紫外光激发下, 观测到强的紫外、蓝光和绿光等光谱, 优化掺Tb浓度为0.7%。最后用CO2激光器对CaSrSiO4∶0.3Tb3+荧光粉进行退火, 发现光谱增强50%以上。同时讨论了退火工艺参数对荧光粉光致发光特性的影响。
CaSrSiO4∶Tb3+纳米荧光粉 光致发光特性 激光退火 CaSrSiO4∶Tb3+ nanophosphor PL characteristics laser annealing
1 苏州科技大学物理科学与技术学院,江苏省微纳热流技术与能源应用重点实验室,江苏 苏州 215009
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,江苏 苏州 215123
相比于第三代半导体材料碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),氧化镓(Ga2O3)具有禁带宽度更大、击穿电场更强、吸收截止边更短、生长成本更低等优点。掺杂是一种高效优化材料物性特征的方法,可以拓宽Ga2O3在不同领域的应用范围。本文对近年来Ga2O3材料的稀土掺杂以及其他元素的掺杂进行了综述,着重分析了稀土掺杂Ga2O3的发光特性。最后,对Ga2O3的稀土离子掺杂和p型掺杂方向进行了展望。
材料 半导体材料 氧化镓 离子掺杂 发光特性 电导率 激光与光电子学进展
2021, 58(15): 1516025
福州大学 物理与信息工程学院, 平板显示技术国家地方联合工程实验室, 福建 福州 350108
近年来, 金属卤化物钙钛矿以其光吸收系数高、色纯度高、色域广、发光波长连续可调、光致发光量子产率高、载流子扩散长度大和成分稳定不易分解等优点, 成为光电子应用领域极具潜力的新材料, 其在太阳能电池、发光二极管、忆阻器、激光器、光电探测器和防伪标签等方面均有出色的表现, 并且可通过简单的全溶液法制备, 为印刷工艺的结合、大尺寸生产和产业化提供了可能。实验采用一步溶液法制备了原位生长的溴化铅铯钙钛矿薄膜, 其在(100)晶面有择优取向, 且相应的晶面间距小于PDF标准卡片值。通过增大前驱液的浓度, 使样品的形貌结构产生差异, 薄膜的连续性和致密性随之提高, 晶粒得到细化, 在375 nm激发光下的光致发光(PL)强度得到约5倍的提升, 且PL峰位蓝移6 nm, 同时该过程导致的晶格畸变使其PL光谱半高宽(FWHM)增大超过2 nm。
钙钛矿 原位生长 结构特性 发光特性 前驱液浓度 perovskite in situ growth structure characteristics luminescence characteristics precursor concentration