1 佛山科学技术学院材料科学与氢能学院, 广东 佛山 528000
2 广东省氢能技术重点实验室, 广东 佛山 528000
3 佛山市无机微纳米发光材料工程技术研究中心, 广东 佛山 528000
4 佛山科学技术学院物理与光电工程学院, 广东 佛山 528225
5 粤港澳智能微纳光电技术联合实验室, 广东 佛山 528225
传统的商用白光LED由于缺乏红光成分, 造成显色指数较低。为了提升白光LED的显色性能, 可以在荧光粉中加入Sm3+, 以提升橙红光的发射能力。采用传统的高温固相法制备了Ca2YNbO6：Sm3+新型双钙钛矿氧化物荧光粉, 并详细研究了荧光粉末的晶体结构、元素组成、发射光谱、激发光谱、热稳定性和荧光寿命等性质。研究表明, 该荧光粉为纯相化合物, 粒径约5 μm。在408 nm的激发下, Sm3+在650 nm附近有强烈的红光发射。数据拟合表明, 荧光粉的发光属于Sm3+的电偶极子-偶极子相互作用过程。高温测试表明, 该氧化物荧光粉具有较高的热稳定性。将商用蓝粉、绿粉与Ca2Y0.96NbO6：0.04Sm3+粉体混合, 并利用365 nm的InGaN芯片激发, 可制备出色坐标为(0.344, 0.350), 色温为4 989 K, 显色指数为81的暖白光LED。
稀土掺杂材料 光致发光 荧光粉 红光发射 白光LED rare-earth-doped materials photoluminescence phosphors red emission white LED
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La2MgTiO6∶Mn4+、La2MgTiO6∶Pr3+、La2MgTiO6∶Pr3+,Mn4+单掺杂和双掺杂荧光粉, 并通过X射线衍射、扫描电镜、荧光光谱等测试方法对荧光粉的物相结构、形貌和发光特性进行了表征及分析。结果表明: 成功合成了La2MgTiO6∶Mn4+、La2MgTiO6∶Pr3+、La2MgTiO6∶Pr3+,Mn4+荧光粉且均为纯相; 样品的粒径为1~2 μm; La2MgTiO6∶Mn4+在650~750 nm的红光发射是来自Mn4+的2E1→4A2跃迁, La2MgTiO6∶Pr3+在红光区域600~660 nm具有强烈的发射, 归属为Pr3+的3P0→3H6和3P0→3F2跃迁。当Mn4+与Pr3+共同掺杂于La2MgTiO6时, 来自Mn4+、Pr3+不同波段的红光发射使荧光粉的发射光谱与植物光敏色素Pr与Pfr吸收光谱的重叠程度大幅增加, 表明Mn4+、Pr3+共掺有效拓宽了La2MgTiO6荧光粉的红光发射区域, 更符合植物照明的需求, 在LED植物照明领域具有更明显的潜在应用价值。
荧光粉 红光发射 光敏色素 植物照明 La2MgTiO6 La2MgTiO6 phosphor red light emission phytochrome Mn4+ Mn4+ Pr3+ Pr3+ plant illumination
1 吉林化工学院化学与制药工程学院, 吉林 132022
2 吉林化工学院分析测试中心, 吉林 132022
为了获得具有明亮红光发射的上转换发光材料, 采用简单的化学沉淀法制备了一系列Yb3+、Er3+、Mn2+掺杂的Gd2O3微晶, 并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶呈花状, 平均粒径为2.28 μm, 经高温煅烧后呈现结晶性良好的立方相Gd2O3结构, 且少量Mn2+掺杂并不会影响微晶的形貌和晶相。在980 nm近红外光激发下, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+微晶表现为橙红色发光, 归属于Er3+的4F9/2→4I15/2跃迁。同时, 随着Mn2+掺杂浓度x(原子数分数)的增大, Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光强度呈现先增强后减弱的趋势, 发光颜色也逐渐向红光移动, 与CIE色坐标颜色区域相一致。同时, 根据发光强度与激发功率关系分析了Gd2O3:10%Yb3+,1%Er3+,x%Mn2+微晶的上转换发光机制及可能存在的能量传递过程。
上转换发光 掺杂Gd2O3 红光发射 能量传递 花状微晶 化学沉淀法 up-conversion luminescence Gd2O3 doping red emission energy transformation flower-like microcrystal chemical precipitation method
1 深圳大学物理与光电工程学院 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室， 广东 深圳 518060
2 深圳大学 信息工程学院， 广东 深圳 518060
3 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
单带上转换红光发射在高分辨生物标记及三维彩色显示方面具有重要应用。本文针对Ho3+/Ce3+共掺杂纳米体系单带上转换红光较弱的问题，设计制备了染料(IR-806)敏化的NaYF4∶Yb/Ho/Ce(20%/2%/10%) @NaYF4∶Nd(20%)纳米晶，显著增强了上转换红光发射。采用溶剂热法制备了均匀的上转换纳米粒子，通过调控核内部Ce3+离子掺杂浓度比例(0~10%)逐步获得单带上转换红光发射。在此基础上，通过上转换纳米粒子表面连接近红外IR-806染料分子，808 nm激发下其上转换发光强度提高了约22倍，特别地，红绿荧光强度比从4.8增至8.4。结果表明，染料敏化可用于增强上转换单带红光发射，并提高红光色纯度，这有利于高清晰的生物成像应用。
上转换发光 单带红光发射 染料敏化 纳米粒子 upconversion luminescence single-band red emission dye-sensitization nanoparticles
1 江西理工大学 材料科学与工程学院, 江西 赣州 341000
2 江西理工大学 冶金与化学工程学院, 江西 赣州 341000
3 江西钨业集团 稀土新材料有限公司, 江西 赣州 341000
4 宁波出入境检验检疫局, 浙江 宁波 315800
采用熔融冷却法制备了铕掺杂碱土金属硼铋酸盐玻璃(BBME, BBCE, BBSE, BBBE)。研究了玻璃的密度、摩尔体积、光学碱度等物理性质, 分析了玻璃的结构、光学性质和热稳定性。结果表明, 从BBME到BBBE, 玻璃结构致密程度不断下降。Eu3+能较好地熔融到玻璃中, 成为良好的发光中心, 在465 nm和613 nm处分别有强烈的蓝光激发和橙红光发射, 激发和发射强度从BBME到BBBE不断增强。玻璃均呈现非晶态, 其结构对称性相对较低, 从BBME到BBBE呈下降趋势。玻璃结构主要组成为非对称的［BO3］三角体、松散的［BO4］四面体、［BiO3］三角体以及含［BO4］四面体的三硼环、四硼环和五硼环, 结构中均不存在硼六圆环, 也不存在含［BO3］三角体的五硼环、焦硼环和正硼环。研究结果表明, 所研制的低温铕掺杂碱土金属硼铋酸盐玻璃具有热稳定好、折射率相对适宜的优点, 有望成为未来白光LED(荧光粉)玻璃陶瓷的良好基质。
发光材料 红光发射 硼铋酸盐玻璃 碱土 luminescence material red emission bismuth borate glass alkali earth
1 江南大学物联网工程学院, 江苏 无锡 214122
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
采用CeO2，Al2O3，Y2O3，Pr6O11粉体材料按照(Ce0.001PrxY0.999-x)3Al5O12(x=0.001~0.005)混合均匀并压片成型，经冷等静压后在真空感应炉中烧结约18 h 制备出Ce，Pr:YAG 荧光透明陶瓷。样品的X 射线衍射(XRD)谱表明样品呈现纯YAG 相。分别测试不同掺Pr3+原子数分数样品的发射光谱，发现了Pr3+在610 nm 处的浅红光发射峰，通过改变Pr3+的掺杂原子数分数可有效调节白光的色温和相关显色指数。实验测试结果表明当Pr3+的原子数分数为0.1%时，Ce，Pr:YAG 透明陶瓷的综合参数较好。在注入电流为100 mA 的情况下，光效为90 lm/W，色温为4905 K，显色指数为80，色坐标为(0.35，0.41)。此结果在白光的色温、显色指数等性能方面较传统的荧光材料有很大的优势，有望在室内照明领域得到深入的应用。
材料 粉体材料 荧光陶瓷 真空烧结 红光发射 色温
1 东北师范大学 物理学院, 吉林 长春130021
2 伊犁师范学院 物理科学与技术学院, 新疆 伊宁835000
采用自蔓延燃烧法制备了不同Sm3+掺杂浓度的12CaO·7Al2O3(C12A7∶x%Sm3+)荧光粉。在404 nm近紫外光激发下, 观察到了位于565, 599, 648 nm附近的3个光发射峰, 分别归属于Sm3+的4G5/2→6HJ/2(J=5,7,9)能级跃迁。随着Sm3+掺杂浓度增加, 红光发射强度呈现了先增大后减小的规律, 优化的Sm3+掺杂摩尔分数为1.5%, 发光的浓度猝灭效应可归因于Sm3+之间发生了交叉弛豫过程。采取混相策略, 通过降低初始粉体的煅烧温度至900 ℃获得了12CaO·7Al2O3/5CaO·3Al2O3:1.5%Sm3+(C12A7/C5A3∶Sm3+)混相荧光粉, 进一步提高了红光发射强度。利用变温光致发光谱计算得到混相样品的热激活能约为200 meV, 结果表明该混相荧光粉具有良好的热稳定性。
红光发射 光致发光 12CaO·7Al2O3 12CaO·7Al2O3 5CaO·3Al2O3 5CaO·3Al2O3 Sm3+ Sm3+ red emitting light photoluminescence
1 中北大学材料科学与工程学院, 山西 太原030051
2 太原理工大学教育部新材料界面与工程重点实验室,太原理工大学材料科学与工程学院, 山西 太原030024
合成了一种新型的稀土配合物Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen, 并采用原位乳液聚合法进一步制备了Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen/PMMA稀土聚合物。 利用红外光谱仪(IR)、 电子探针X射线能谱仪等对其结构进行了表征, 利用扫描隧道电子显微镜(SEM)、 荧光光谱仪(FS)等研究了其微观形貌, 并探讨了其发光性能。 结果表明, 聚合物中PMMA与稀土部分Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen通过键合的方式结合, 仍保持Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen原有的发光特性； 在365 nm紫外光的激发下, 产生发光峰在611.8 nm附近、 谱线带宽为10.4 nm的红光发射, 发光亮度高, 色纯度高； Eu0.5Tb0.5(TTA)3Phen/PMMA具有良好的发光性能, 其发光强度与MMA加入的含量有关。
稀土聚合物 光致发光 原位聚合 红光发射材料 Rare-earth polymer Photoluminescence In-situ polymerization Red emitting material
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春,130022
2 中国科学院激发态物理开放实验室,长春,130033
通过将微腔引入有机掺杂红光OLED器件,获得了半宽(FWHM)仅为27 nm的纯红光发射,器件色度为(0.6497,0.3488).另外通过改变基质材料,制作了不同的掺杂器件,发现除了器件的发光颜色有了很大变化外,器件的性能也有很大不同,采用宽能隙材料作为基质的器件无论在J-V特性还是在器件效率上均不如窄能隙材料器件,说明在选基质材料时,除了一些必须考虑的因素外,材料的能隙也是决定器件性能的一个重要指标.
有机发光二极管 红光发射 微腔 掺杂
