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
昆明理工大学 材料科学与工程学院, 云南 昆明650093
无机稀土发光材料在照明、显示、激光和生物医学等领域有着极其广泛的应用。对荧光性能的调控有利于拓展其在温度传感、防伪识别、光开关、光存储等领域的应用。传统的荧光调控方式包括设计核壳结构、改变材料成分控制晶体场、改变稀土离子的掺杂类型或浓度从而控制能量传递等。然而, 这些调控方式难以实现荧光性能的可逆调控, 限制了其实际应用。对比传统的调控方式, 材料在电场、热场或光场等外场刺激下可产生变色效应, 通过变色效应可以实现对其荧光性能的可逆调控从而扩展其应用。本文主要综述了在电场、热场和光场刺激下, 无机稀土发光材料的变色效应对其荧光性能的可逆调控及应用。
无机稀土发光材料 荧光调控 电致变色 热致变色 光致变色 inorganic rare-earth luminescent materials fluorescence modulation electrochromic thermochromic photochromic
广东第二师范学院化学与材料科学学院, 广州 510800
采用高温固相法制备了一系列可被紫外光有效激发的Na1+xSr4-2x(BO3)3∶xCe3+荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对样品的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。X 射线衍射结果显示, Ce3+成功掺入到基质NaSr4(BO3)3中; 利用高斯峰拟合、多光谱对比等手段, 分析并验证了发光中心Ce3+占据了NaSr4(BO3)3中Sr2+(1)和Sr2+(2)两个格位; 研究了不同浓度Ce3+的掺杂对发光位置和发光强度的影响, 随着Ce3+掺杂浓度的提高, 发射光谱出现红移, 发光强度出现增强→减弱→再增强的趋势; 将荧光粉的发射光谱与植物光合色素吸收光谱进行对比, 发现它不仅可以吸收300~350 nm的紫外光, 发射光谱还很好地覆盖了植物光合色素所需的蓝光区吸收波段, 证明其在农业生产的转光剂方面有潜在应用价值。
硼酸盐 高温固相法 蓝色荧光粉 格位占据 转光剂 稀土发光材料 NaSr4(BO3)3∶Ce3+ NaSr4(BO3)3∶Ce3+ borate high temperature solid phase method blue phosphor site occupation light conversion agent rare earth luminescent material
江南大学纺织科学与工程学院，生态纺织教育部重点实验室，江苏 无锡 214122
通过湿法纺丝工艺制备了掺红色热敏变色颜料基发光纤维。研究了纤维的微观形貌、物相结构、热稳定性、力学性能、热敏变色性能以及颜料掺杂量对纤维反射率和发光性能的影响。结果表明：纺丝工艺和颜料的添加未改变复合纤维中稀土发光材料的物相结构；纤维在200 ℃以下基本稳定；纤维具有良好的力学性能；颜料的掺杂量与纤维的反射率呈负相关；标准光源下纤维在25 ℃和45 ℃分别呈红色和白色，经紫外-可见光源激发后，在黑暗环境下，纤维的发光在25 ℃和45 ℃分别呈红色和黄绿色。当颜料掺杂量为8%时纤维兼备良好的变色效果和发光性能。
湿法纺丝 红色热敏变色颜料 发光纤维 稀土发光材料 发光性能 wet spinning red thermochromic pigment luminescent fiber rare-earth luminescent materials luminescent property
1 河北大学 物理科学与技术学院, 河北 保定 071002
2 西北大学 光子学与光子技术研究所, 陕西 西安 710069
稀土掺杂上转换发光材料的荧光强度通常会随着温度上升而呈现明显的热猝灭现象, 这对其在温度传感、防伪、显示等方面的应用产生了极大的障碍。最近, 研究人员在实验中发现了上转换发光强度随温度升高而增强的特殊现象, 并开展了大量工作揭示其内在机理以及可能影响热增强效应的因素。上转换热增强效应的机理探究和优化对于未来开发新型的稀土上转换发光材料提供了新颖的思路, 也为稀土上转换发光材料的应用研究奠定了基础。本文对荧光热增强型稀土掺杂上转换发光材料的最新研究进展进行了简单总结和梳理, 主要介绍了荧光热增强效应的内在机理以及潜在应用, 并展望了未来研究中所面临的机遇和挑战。
稀土发光材料 荧光热增强 上转换发光 纳米材料 rare-earth doped luminescence materials thermal enhancement of luminescence up-conversion nano-particles
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
氮化物荧光粉脱胎于氮化物结构陶瓷, 凭借其结构的丰富性和配位环境的特异性华丽转身, 成为具有优异发光性能和超高稳定性的重要光转换材料, 并为半导体照明与显示技术的发展建功立业。本文首先回顾了经典氮化物荧光粉的发展历程, 继而思考了它带来的启示, 即新材料的研究开发需摒弃传统思维模式, 立足于产业需求, 强化产学研合作。
稀土发光材料 氮化物荧光粉 固态照明 luminescent materials nitride phosphors solid state lighting
1 有研科技集团有限公司 稀土材料国家工程研究中心, 北京 100088
2 有研稀土新材料股份有限公司, 北京 100088
稀土发光材料是照明、显示和信息探测器件的核心组成部分。中国已经连续多年成为稀土发光材料生产和消费第一大国。本文重点介绍了稀土发光材料发展现状, 指出了其在超高色域显示、全光谱健康照明和荧光转换型近红外光源等领域的发展趋势, 并针对目前我国稀土发光材料领域存在的原始创新能力不足、目标导向性差、产学研协同创新乏力等核心问题, 提出通过集聚优势力量搭建协同创新技术平台, 以技术创新和终端应用需求为双驱动力, 实现从“跟并跑”到“领跑”的跨越之路。
稀土发光材料 核心专利 应用 协同创新 luminescent material patent application collaborative innovation
1 新疆师范大学 物理与电子工程学院, 新疆 乌鲁木齐830054
2 中国科技大学 物理学院, 安徽 合肥230060
3 新疆伊犁师范学院 凝聚态相变与微结构自治区重点实验室, 新疆 伊宁835000
采用共沉淀法合成了LaF3∶Ho3+,Yb3+ 红外下转换材料, 研究了室温下该材料的激发光谱、发射光谱特性和发光的时间衰减曲线。在LaF3∶Ho3+,Yb3+ 粉末中, 观察到了Ho3+ 到Yb3+ 的能量传递, 并通过分析确认了其为共振能量传递。通过Ho3+ 到Yb3+ 的共振能量传递过程, 可以将材料吸收一个300～360 nm波段的紫外光子转化为两个波长在1 μm附近的红外光子。Yb3+ 的发射正好与硅太阳能电池的吸收匹配, 材料中的这一红外下转换现象对于提高硅太阳能电池的效率具有积极意义。
稀土发光材料 近红外量子剪裁 Ho3+敏化剂 光伏电池 rare earth luminescent materials near-infrared quantum cutting Ho3+ sensitizer solar cells
