新疆师范大学 物理与电子工程学院， 新疆发光矿物与光功能材料研究自治区重点实验室， 新疆 乌鲁木齐 830054
近红外 （NIR） 器件的小型化和智能化需求推动了高效宽带近红外荧光粉的设计与发展。目前，Cr3+激活的宽带近红外荧光粉主要采用传统的多格位共占据策略设计实现。然而，由于处在不同晶体学格位的Cr3+热猝灭行为不一致和光谱稳定性差等问题，导致其实际应用受限。本文基于单格位占据策略，采用高温固相法制备了一系列宽带近红外荧光粉KSc1-xP2O7∶xCr3+（x = 0.01~0.09） ，并对其晶体结构、发光性能及热猝灭机理进行分析。研究结果表明，在x = 0.03 时，KSc0.97PO7∶0.03Cr3+（KSP∶0.03Cr3+） 样品发光强度达到最大值，随后出现浓度猝灭现象，该现象主要归因于相邻Cr3+?Cr3+之间的能量传递。在蓝光激发下，KSP∶0.03Cr3+样品光谱覆盖700~1 200 nm，发射主峰位于857 nm，半高宽为149 nm。此外，通过晶体结构和低温光谱分析以及对Cr3+所处晶体场强度计算，表明该宽带近红外发射的实现归因于Cr3+占据处于弱晶体场（Dq/B = 1.98） 的Sc3+晶体学格位。在高温373 K时，样品的发光强度为室温下发光强度的60.2%，表明该荧光粉具有良好的热稳定性。最后，利用该荧光粉与蓝光LED芯片制备了近红外荧光粉转换型LED（NIR pc?LED） 器件，证实该荧光粉在生物医学成像、夜视以及食品检测方面具有潜在应用价值。
近红外荧光粉 单格位占据策略 宽带发射 Cr3+掺杂 NIR pc-LED near-infrared phosphor one-site occupation strategy broadband emission Cr3+ NIR pc-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
1 同济大学海洋地质国家重点实验室, 上海 200092
2 同济大学海洋与地球科学学院, 上海 200092
3 同济大学宝石及工艺材料实验室, 上海 200070
选取产自广西大化瑶族自治县岩滩镇的黑青色阳起石玉为研究对象, 采用电子探针、 傅里叶变换红外光谱仪和激光拉曼光谱仪就其化学成分和振动光谱特征进行测试分析, 并对小半径金属阳离子在阳起石晶体结构中的占位情况予以讨论。 结果表明, 广西黑青色阳起石玉的主要矿物组成为富铁阳起石, 并含有少量铁阳起石； 化学成分中的高含量FeOT(Wt%: 18.596%~26.791%)是导致其折射率值(1.64)、 密度值(3.12 g·cm-3)偏高且在自然光下呈黑色、 透射光下呈绿色的主要原因。 受晶体结构中Fe2+对Mg2+的类质同象替代作用影响, 广西黑青色阳起石玉1 400~400 cm-1范围内的红外吸收谱带与100~1 200 cm-1范围内的拉曼谱峰位置较透闪石向低频区发生偏移, 频差不等； 且中红外、 近红外吸收光谱和拉曼光谱中均可见四个(MgMgMg)OH(A带), (MgMgFe2+)OH(B带), (MgFe2+Fe2+)OH(C带)和(Fe2+Fe2+Fe2+)OH(D带)振动谱带, 其中基频振动谱带分别位于3 674, 3 660, 3 644和3 625 cm-1附近, 倍频振动谱带分别位于7 183, 7 154, 7 118和7 077 cm-1附近, 相对强度为A＜D＜B＜C。 化学成分和M—OH红外振动谱带积分面积计算结果显示广西黑青色阳起石玉晶体结构中Mg2+优先占据M2位置, Fe2+优先占据M1位置； Mg2+和Fe2+在M1和M3位置上的分布相对有序, 占位系数接近于1。 综合分析认为广西黑青色阳起石玉的变质程度属绿片岩相范畴。
阳起石 红外吸收光谱 激光拉曼光谱 阳离子占位 Actinolite Infrared absorption spectroscopy Laser Raman spectroscopy Cation site occupation 光谱学与光谱分析
2018, 38(6): 1786
