1 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
掺铈钆铝镓石榴石(Gd3(Al,Ga)5O12∶Ce，简称GAGG∶Ce)闪烁晶体是近年来发现的一种新型稀土闪烁晶体，具有光输出高、能量分辨率高、衰减时间短、无自辐射和不潮解等优点，在核医学成像、安检和环境监测等领域具有广阔的应用前景。本文报道了GAGG∶Ce晶体的提拉法生长与闪烁性能表征。利用高温固相反应法合成GAGG∶Ce原料，采用XRD对合成的原料进行了物相分析，结果表明，在1 500 ℃下煅烧12 h合成的多晶料为纯GAGG相。利用提拉法生长出尺寸50 mm×90 mm的GAGG∶Ce晶体，测试了其透过光谱、X射线激发发射光谱和脉冲高度谱，结果表明，7 mm厚样品550 nm的透过率为81.5%，晶体X射线激发发射峰中心波长位于550 nm，晶体的光输出为59 000 photons/MeV，能量分辨率为6.2%@662 keV，晶体衰减时间快分量为149 ns，慢分量为748 ns。
闪烁晶体 高温固相反应法 提拉法 闪烁性能 GAGG∶Ce GAGG∶Ce scintillation crystal high temperature solid state reaction method Czochralski method scintillation property
1 贵州大学大数据与信息工程学院，贵州省电子功能复合材料特色重点实验室,贵阳 550025
2 贵州大学物理学院，贵阳 550025
本文通过高温固相反应成功制备了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, xNa+(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)系列荧光粉。X射线衍射分析和精修结果表明，Eu3+和Na+成功掺杂到Sr3ZnNb2O9基质中，并部分取代了Zn2+。采用扫描电子显微镜测试了样品的微观形貌和元素分布。光谱特性和热稳定性研究表明，Na+的最佳掺杂浓度为x=0.2，Na+的引入提高了Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+荧光粉的热稳定性，活化能为0.163 eV。计算出Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, 0.2Na+样品的CIE色坐标为(0.618, 0.376)，相关色温和色纯度分别为1 855 K和98.46%。
高温固相反应 光致发光 热稳定性 Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, xNa+ Sr3ZnNb2O9∶0.3Eu3+, xNa+ high temperature solid-state reaction photoluminescence thermal stability
1 贵州大学大数据与信息工程学院,贵州省电子功能复合材料特色重点实验室,贵阳 550025
2 贵阳学院电子与通信工程学院,贵阳 550005
利用高温固相反应法制备出Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+(x=0.05,0.1,0.15,0.3,0.4,0.5)绿色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、积分球式分光光度计和荧光光谱仪等对样品进行了分析。结果表明,所制备的样品均为Ba3Bi2(PO4)4纯相,Ba3Bi1.7(PO4)4∶0.3Tb3+的带隙估计值为4.21 eV。当激发光的波长为377 nm时,样品的发射光谱的波峰位于543 nm、584 nm和619 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3的能级跃迁。随着Tb3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增强后减弱,当x=0.3时,发光强度最大。计算表明最近邻离子在Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+荧光粉的浓度猝灭中起主要作用。随着测试温度的升高,发光强度变化不大,表明样品具有优异的热稳定性能。CIE色坐标图表明所制备的样品可以被紫外光有效激发而发出绿光。
硅铋石结构磷酸盐 高温固相反应法 绿色荧光粉 稀土掺杂 光致发光 能级跃迁 热稳定性 Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+ Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+ eulytite type phosphate high-temperature solid phase reaction method green phosphor rare earth doping photoluminescence energy level transition thermal stability
贵州大学大数据与信息工程学院, 贵州省电子功能复合材料特色重点实验室, 贵阳 550025
为了研究Na+掺杂对Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉发光性能的影响, 本文采用高温固相反应法成功制备了一系列Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+(x=0.01、0.03、0.05、0.07、0.10;x为摩尔分数)荧光粉。XRD图谱和精修结果表明, Na+成功掺入Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+晶格。发光性能测试结果表明, Na+的掺入提高了Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+荧光粉的发光强度, 其最佳掺杂浓度为5%。在406 nm波长激发下, 荧光粉在602 nm (4G5/2→6H7/2)处发射峰最强且发射出橙红光。浓度猝灭结果及热稳定性研究表明, Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,0.05Na+基质中能量传递主要发生在最近邻离子之间, 荧光粉的热猝灭激活能为0.119 eV。该荧光粉的色坐标位于橙红色区域(0.593 5,0.404 7), 与国际照明委员会规定的标准色坐标(0.666,0.333)接近, 表明Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+荧光粉在白光LED领域具有潜在的应用前景。
橙红色荧光粉 高温固相反应 发光性能 热稳定性 白光LED orange-red phosphor Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+, xNa+ Ca2GdNbO6∶0.03Sm3+,xNa+ high temperature solid-state reaction luminescent property thermal stability white LED
1 南昌大学 前湖学院, 江西 南昌 330001
2 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330001
3 南昌大学 江西省轻质高强结构材料重点实验室, 江西 南昌 330001
以BaCO3、SiO2、Eu2O3为原料在还原气氛下采用高温固相法制备了Ba3SiO5∶Eu荧光粉体。 实验结果表明, 制备Ba3SiO5的最佳工艺条件是Ba/Si比为3, 1 200 ℃保温4 h。光谱分析表明, Ba3SiO5∶Eu荧光粉在254,365,410 nm激发下发射主峰为566 nm(Eu2+的4fn－15d→4fn)宽带发射, 量子效率分别为70%、50%、10%, 荧光寿命为百纳秒级；以566 nm为监视波长测得激发谱为主峰在250~450 nm范围内的宽带发射, 主峰为360 nm, 且在410 nm出现小峰； Eu离子最佳掺杂浓度为5%, 由发光强度随掺杂离子浓度变化曲线, 可以得出Ba3SiO5中Eu离子能量传递是基于电四级-电四级作用。
硅酸钡盐 铕离子 高温固相反应法 光谱分析 能量传递 barium silicate cesium ions high temperature solid-state method photoluminescent spectra energy transfer
1 南昌大学 材料科学与工程学院, 江西 南昌 330001
2 南昌大学 江西省轻质高强结构材料重点实验室, 江西 南昌 330001
3 南昌大学 前湖学院, 江西 南昌 330001
以Gd2O3、SiO、稀土氧化物为原料采用高温固相法制备了Gd2(1-x)SiO5∶2xRE荧光粉体。X射线衍射分析结果表明Gd/Si配比为1.9, BaF2助熔剂用量为5‰, 煅烧条件为1 500 ℃保温3 h得到结晶良好的Gd2SiO5及Gd2SiO5∶RE粉体。光谱分析表明, Gd2SiO5∶Eu荧光粉末激发波段为250~470 nm, 而Gd2SiO5∶Tb为250~320 nm; 前者发射主峰为620 nm(与Eu3+的5D0→7F2对应), 后者为548 nm(与Tb3+的5D4→7F5对应); Eu3+和Tb3+的最佳掺杂量为7%。fa(E) 和发射带fe(E)交叠越大, 则电偶极-电偶极作用机制的跃迁几率越高, Gd3+-Tb3+能带交叠程度大于Gd3+-Eu3+, Tb3+的量子效率要高于Eu3+。
硅酸钆盐 光谱分析 能量传递 高温固相反应法 gadolinium silicate photoluminescent spectra energy transfer high temperature solid-state method
