白光发射稀土掺杂SrF2上转换荧光粉的研究
稀土离子掺杂LaAlO3:RE3+(RE=Eu,Tb,Sm,Tm)荧光粉的发光性能
稀土离子掺杂LaAlO3：RE3+(RE=Eu,Tb,Sm,Tm)荧光粉的发光性能陈彩花;王小军;蒙丽丽;张丽霞;梁利芳【摘要】采用溶胶凝胶法合成La1-x AlO3:xRE3+(RE=Eu,Tb,Sm,Tm)荧光粉,对样品进行热重差热(TGA-DTA)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及荧光光谱(PL)等表征,探讨样品的合成温度及稀土离子掺杂浓度对样品发光性能的影响.研究结果表明,当煅烧温度为800～1200℃时,所合成样品为三方晶体结构.在紫外光激发下,掺杂离子均表现出特征的f-f电子跃迁发射,在一定掺杂浓度范围内,当Eu3+、Tb3+、Sm3+和Tm3+的掺杂浓度x值分别为0.02,0.04,0.005和0.005时,样品发光强度最大,在一定波长激发下,样品分别发射出红光、绿光、橙黄光和蓝光,Eu3+-Tb3+、Eu3+-Sm3+和Eu3+-Tm3+共掺杂有可能获得白光.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2018(039)007【总页数】7页(P923-929)【关键词】溶胶凝胶法;LaAlO3:Eu3+,Tb3+,Sm3+,Tm3+;发光性能【作者】陈彩花;王小军;蒙丽丽;张丽霞;梁利芳【作者单位】广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁 530001;广东怀集中学,广东怀集 526400;广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁 530001;广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁 530001;广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁 530001;广西师范学院化学与材料科学学院,广西南宁 530001【正文语种】中文【中图分类】O482.31;O614.311 引言白光LED具有高效率、低能耗、小体积及环境友好等优点，在照明和显示领域有广阔的应用前景［1］。
以蓝光GaN芯片激发YAG∶Ce黄光荧光粉获得的白光LED，因缺少红光成分导致其显色性能差［2］，而采用近紫外LED芯片激发红、绿、蓝三基色荧光粉制备的白光LED具有发光强度高、显色性能好以及发光性能稳定等优点而备受关注，因此，研究可被紫外或近紫外LED有效激发的三基色荧光粉显得尤为重要［3-4］。
稀土材料功能概述
稀土发光材料、稀土荧光粉、用途功能技术介绍自古以来，人类就喜欢光明而害怕黑暗，梦想能随意地控制光，现在我们已开发出很多实用的发光材料。
在这些发光材料中，稀土元素起的作用很大，稀土的作用远远超过其它元素。
一、稀土发光材料物质发光现象大致分为两类：一类是物质受热，产生热辐射而发光，另一类是物体受激发吸收能量而跃迁至激发态（非稳定态）在反回到基态的过程中，以光的形式放出能量。
以稀土化合物为基质和以稀土元素为激活剂的发光材料多属于后一类，即稀土荧光粉。
稀土元素原子具有丰富的电子能级，因为稀土元素原子的电子构型中存在4f轨道，为多种能级跃迁创造了条件，从而获得多种发光性能。
稀土是一个巨大的发光材料宝库，在人类开发的各种发光材料中，稀土元素发挥着非常重要的作用。
自1973年世界发生能源危机以来，各国纷纷致力于研制节能发光材料，于是利用稀土三基色荧光材料制作荧光灯的研究应运而生。
1979年荷兰菲利浦公司首先研制成功，随后投放市场，从此，各种品种规格的稀土三基色荧光灯先后问世。
随着人类生活水平的不断提高，彩电已开始向大屏幕和高清晰度方向发展。
稀土荧光粉在这些方面显示自己十分优越的性能，从而为人类实现彩电的大屏幕化和高清晰度提供了理想的发光材料。
稀土荧光材料与相应的非稀土荧光材料相比，其发光效率及光色等性能都更胜一筹。
因此近几年稀土荧光材料的用途越来越广泛，年用量增长较快。
根据激发源的不同，稀土发光材料可分为光致发光（以紫外光或可见光激发）、阴极射线发光（以电子束激发）、X射线发光（以X射线激发）以及电致发光（以电场激发）材料等。
二、光致发光材料—灯用荧光粉灯用发光材料自70年代末实用化以来，促使稀土节能荧光灯、金属卤化物灯向大功率、小型化、低光衰、高光效、高显色、无污染、无频闪、实用化、智能化、艺术化方向发展。
主要用于各类不同用途的光源，如照明、复印机光源、光化学光源等。
其中三基色荧光粉（由红、绿、蓝三种稀土的荧光粉按一定比例混合而成）制成的节能灯，由于光效高于白炽灯二倍以上，光色也好，受到世界各国的重视。
碳热还原氮化法合成稀土掺杂氮系荧光粉
过 ｘ射线衍射仪和扫描 电子显微镜对其结构和形貌进行分析 ， 并通过激发一 发射光谱研究 了相关 荧光粉 的光谱特性 。
结 果表 明 ， 随 着 氮 化 时 间 的 延 长 以及 氮化 温 度 的 升 高 ， Ｅ ｕ 。 。 。 掺杂的 Ｓ ｒ Ｓ ｉ Ｏ ３： Ｅ ｕ 、 Ｓ ｒ Ｓ ｉ ２ Ｏｚ Ｎ２：Ｅ ｕ 抖、 Ｓ ｒ ２ Ｓ ｉ ５ Ｎ８：
Ｅ ｕ 。 。 。 荧光粉的主要成分比例发生变化 ， 从 而导致激发峰位发 生变化 ， 主要 发射 波长 出现红移 。这类 荧光粉 能够被 近
紫 外一 蓝 光之 间 的 光谱 激发 ， 呈 现 出橘 红 色 、 黄 色、 黄 绿 色、 蓝 绿 色光 发 射 。 关键 词 氮氧化物荧光粉 稀土 白光 Ｌ Ｅ Ｄ 发光性 能 红移
中 图分 类 号 ： ０ ６ １ ４ ． ２ ３ ＋２
文献 标 识 码 ： Ａ
Ｎｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｐｈ ｏ ｓ ｐ ｈｏ ｒ ｓ Ｄｏ ｐｉ ｎ ｇ Ｒａ ｒ ｅ Ｅａ ｒ ｔ ｈ Ｆａ ｂｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｃａ ｒ ｂ ｏ ｔ ｈｅ ｒ ｍａ ｌ
ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｖ ｅ ｌ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｔ ｕ ｒ ｎ ｅ ｄ ｕ ｐ ｒ ｅ ｄ ｓ ｈ ｉ ｆ ｔ ． Ｔｈ ｅ ｓ ｅ ｐ ｈ ｏ ｓ ｐ ｈ ｏ ｒ ｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｅ ｘ ｃ ｉ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｂ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅ ａ ｒ Ｕ Ｖ ａ ｎ ｄ ｂ ｌ ｕ ｅ ｌ ｉ ｇ ｈ ｔ 。ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｒ ｅ ｄ — ｏ ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ， ｙ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ， ｙ ｅ ｌ ｌ ｏ ｗ－ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ， ｂ ｌ ｕ ｅ － ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｅ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｍ
稀土发光纳米材料发光特性的研究进展
稀土发光 纳米材料发光特性 的研究进展
郭艳 艳 吴杏 华 王殿 元２ 王庆 凯
（ 九 江学院机械 与材料 工程 学院； １ ２九江学院理学院 江西九 江 ３ ２ ０ ） ３ ０ ５
关键词 ：稀 土；发光 ；纳米材料 ；表 面界 面效应 ；小尺寸效应
中 图 分 类 号 ：Ｏ４ ２ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ ９４ （０ ０ ４— １５一 （４ ８ ． １ ６４— ５ ５ ２ １ ）０ ０ ０ ０）
２１ ０ ０年第 ４期
Ｎｏ ４ ， ２ ０ ． ０１
九 江 学 院学 报 （ 自然 科 学 版 ） Ｊｕ ｆｉ ａｇｕ ｊ ｒ ｔ （ａｕＭ ｓｉ ｃｓ ｏｍＭ ｏｊ ｎ ｎ ｅｓｙ ｎｔｒ ｃ ｎｅ ） ＠ ｖ ｉ ｅ
（ 总第 ９ １期 ） （ ｕ ｏ９ ） Ｓｍ Ｎ ． １
２２发射光谱 变化 ．
与体相 材料相 比，稀土发光 纳米材料
的发射光谱存在谱线 宽化 和峰值移 动 、出现新发光峰 、荧
光 分 支 比变 化 等 现 象 。 姚 罡 等 在 纳 米 Ｙ Ｏ ：Ｅ ” 中 ， ， ｕ
发现粒径从 ４ ｎ 减小 至 １ｎ ４ｍ ２ ｍ时发 射 主峰从 ６３ ｍ 蓝移 １ｎ
于 Ｅ ３ 子 。 Ｆ 跃 迁 ，宋 宏 伟 等 ㈦ 在 Ｙ Ｏ ： ｕ 纳 ｕ 离 Ｄ 一 ， Ｂ ， Ｅ¨
米管 、纳米线 中发现仍是橙色发光为主 ，然而 Ｙ ｄｖＲ ． ａａ Ｓ 等¨ 刚和严纯华 等¨ 在纳 米 Ｙ Ｏ Ｂ ：Ｅ 中发现 发射 谱 以 ｕ 红光为主 （ 对应 于 ０ Ｆ Ｄ 一 跃迁 ） 。非 常有趣 的是 ，王育 华等人 在 水热法合成 的纳米 Ｙ Ｏ ：Ｅ ３ Ｂ ， ｕ 中发现 ｕ Ｖ光 激发时以 ５ ２ ｍ 橙色 光 发射 为 主 ，强度 随粒 径减 小 而减 ９ｎ
白色LED用荧光粉的制备与应用
白色LED 用荧光粉的制备与应用LED 照明是当下具有很高的实用性的照明光源，并且已经成为应用最为广泛的一种照明的光源。
作为照明用的白色LED 更是受到了很大的关注，获得白光LED 共有三种：第一种是荧光粉涂敷光转换法，就是采用荧光粉将紫光或蓝光转换复合产生白光；第二种是多色LED 组合法，由发射不同波长的绿色和红色等的单色的LED 组合而发射复合的白光，第三种是多量子阱法，单一的LED 材料中中进行掺杂。
荧光粉材料的制备方法主要有高温制备和溶液法制备两类方法。
本文主要综述了蓝光转换型荧光粉和近紫外转换型荧光粉的中的典型几种荧光粉材料，介绍了相关荧光粉的发展现状以及相关材料的优缺点1.1 LED 发光原理LED 主要是半导体化合物，例如砷化镓（GaAS ），磷化镓（GaP ），磷砷化镓（GaAsP ）等半导体制成的，LED 的核心是PN 结。
LED 的发光机理是:热平衡的条件下,PN 结中有很多迁移率很高的电子在N 区中, P 区则不同，在P 区中有较多的迁移率较低的空穴, 由于PN 结势垒层的限制, 由于该PN 结势垒层的限制，在正常状态下，不能穿过屏障复合发生;而当施加于PN 结的正向电压，所施加的电场方向由于自建电场方向和所述势垒区与此相反，它减少了势垒高度，该势垒宽度较窄，破坏了PN 结动态平衡发电少数载流子注入，而空穴注入从PN 区面积，在同一地区的电子注入从N 到P 区，少数载流子注入，在多数载流子复合会保持多余的能量在光辐射从而形式的同一区域，直接将电能转换为光能。
自从1965年第一支发光二极管的产生，LED 已经历经50年的发展历程，第一支发光二极管是利用半导体锗材料制作而成的]1[，第一支LED 能够发射出红光；随后在1985年日本Nishizawa 利用液相外延法制备出了使用异质结构的GaAlAs 作为发光材料的LED ]2[，从而使得LED 的封装技术也得到了很大的提高；1993日亚化学公司，在蓝色 氮化镓LED 的研究上取得了重大突破]3[，并且很快的实现了产业化的生产，在1996年实现了白光LED 的发光二极管（white lightEmitting Diodes ），简称白光LED ]4[，将发射黄光粉+31253:Ge O Al Y （YAG ：Ge ）作为荧光粉，涂在发射蓝光的GaN 二极管上，制备出白光LED 。
掺杂对白光LED用YAG：Ce荧光粉发光性能的研究
有潜 力取代Ｃ Ｆ ｃ ｌ ｃｔｏ ｅｆ ｏｅｃｎ ｍｐ ，冷 阴 Ｃ Ｌ（ｏｄ ａ ｄ ｕ ｒｓｅ ｔａ ｓ ｈ ｌ ｌ 极 荧光灯 ） 的产 品 。 白光Ｌ Ｄ的灯 管寿命 已经 高达 １ ， Ｅ ０ｈ
而 且还有继 续提升 的潜力 ，即使２ ｈ 间断使用 ，也足 ４不 够使 用１ 年 以上， 比Ｃ Ｆ 灯 的２ ０ ０ 来说优 势明显 。 ０ 相 Ｃ Ｌ ５０ｈ 就 白光Ｌ Ｄ技术 而言 ，当前 技术推 崇 “ Ｅ 蓝光Ｌ Ｄ Ｅ ＋ 黄 色荧 光材 料 ” 的组合 方式 。它 也是 目前 商 品化 白光 Ｌ Ｄ产 品的主流方式 。 中黄 色荧光材 料性能 的优劣将 Ｅ 其 直 接关系到 白光Ｌ Ｄ 品的流 明效率 、 Ｅ 产 显色性及 相关色
３２ Ｓ ． ｍ掺杂 对Ｙ Ｇ荧光粉 发光性 能的影响 Ａ
图２ ３ 别为Ｓ 和 分 ｍ掺杂 下Ｙ Ｇ荧 光粉 发光亮 度和 发 Ａ 射 光谱 。 中可 以看 出随着Ｓ 从 ｍ掺入量 （ ．２ ００ ， ． ） ０ ， ． ０１ ０ ６ ０ 的增加 ， ＡＧ荧光粉 的亮 度随之 降低 ， Ｙ 发射 光谱 的峰位 没有发 生变化 ，强 度有所下 降 。
究 了掺 杂元素对 Ｙ Ｇ 荧光粉发 光性 能的影响 。研 究表 Ａ
２ 实
验
明：Ｙ ＧＣ Ａ ：ｅ荧光粉 亮度 随着 ｃ ｅ含量 增加先上升后 下
降。Ｓ 的掺杂对 荧光粉发射 光谱峰位 无影响 ，而发 光 ｍ
２１ ＹＡ ． Ｇ荧光粉 的制备 将高纯 氧化钇 （ ９９ ％）、高纯氧化 铈 （ ９９ ％）、 ９． ９ ９． ９ 高纯氧化铝 （９９ ％）按化 学计量 比准 确称量 ，加 入一 ９． ９ 定量 的助熔 剂 ， 充分 混合均匀 ， 然后盛装 在刚玉坩埚 中 ， 在Ｎ ． ２ 原气氛下 充分灼 烧５ ，再经 过破碎 ，酸 洗， ２ 还 Ｈ ｈ 水洗和球磨 制备 出所 需样品 。
SrAl2O4_(Eu2+,Dy3+)荧光粉的制备、表面改性以及光学性能的研究
SrAl2O4_(Eu2+,Dy3+)荧光粉的制备、表面改性以及光学性能的研究SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)是一种具有良好荧光性能的材料，广泛应用于LED照明、显示器件等领域。
本研究通过溶胶-凝胶法制备了SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉，并对其进行了表面改性，以提高其荧光性能。
首先，我们采用溶胶-凝胶法制备了SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉。
将适量的Al(NO3)3、Sr(NO3)2、Eu(NO3)3和Dy(NO3)3溶解在乙醇中，加入适量的NH4HCO3进行缓慢滴加，并用超声波辅助搅拌，形成透明的凝胶。
将凝胶在空气中干燥，并在高温下煅烧，最终得到SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉。
为了改善SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉的表面性能，我们采用了表面改性的方法。
首先，将荧光粉分散在适量的正己烷中，并加入适量的表面改性剂，进行超声处理。
然后，通过离心分离，将表面改性剂吸附在荧光粉表面，形成稳定的表面修饰层。
通过对SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉的光学性能进行测试，结果显示，经过表面改性后的荧光粉具有更高的荧光强度和更长的发光寿命。
这是由于表面改性剂的存在，能够有效地抑制荧光粉表面的非辐射复合过程，提高荧光效率。
此外，我们还对SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉进行了光谱性能的研究。
结果表明，荧光粉的发射峰位于蓝光区域，具有较宽的发射光谱。
同时，荧光粉的激发光谱在UV光区域也有较高的吸收强度，能够有效地吸收各种光源。
综上所述，通过溶胶-凝胶法制备的SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉具有较高的荧光性能。
经过表面改性后，荧光粉的荧光强度和发光寿命得到了进一步提高。
这一研究为SrAl2O4:(Eu2+,Dy3+)荧光粉在LED照明、显示器件等领域的应用提供了基础研究。
Cr3+掺杂的氧化物荧光粉的制备及光谱特性研究
摘要摘要在现代生产生活中，发光材料作为一种人类生产生活离不开的必需品，一直受到研究人员的探索研究。
如作为绿色照明光源的白光LED就因为其轻便易携带、寿命周期长、发光效率高、易保存、低成本等优点而受到关注。
所以优秀的荧光粉材质是对这些应用方面有着巨大的作用。
而过渡金属Cr因其特殊的电子层结构和相较于稀土元素的昂贵价格，使得它一直在红色荧光粉材料的合成中占据一席地位。
在本论文中，使用高温固相法和溶胶凝胶-高温固相法分别制备了α-Al2O3:Cr3+荧光材料和Mg0.388Al2.408O4:Cr3+荧光材料。
并针对Cr3+离子掺杂浓度、灼烧温度、保温时间等影响因素进行了讨论。
最终通过使用X射线衍射（XRD）、激发光谱、发射光谱、荧光寿命衰减曲线以及色坐标对所合成的样品进行分析，得如下结论：（1）在不同浓度的Cr3+的掺杂下，Al2O3:Cr3+荧光材料的XRD与标准卡对比，没有出现变化。
浓度的改变会使激发光谱和发射光谱的强度改变而峰位没有改变，分别为409nm、546nm和693.6nm、694.8nm。
在固定掺杂浓度的情况下，最佳灼烧温度出现在1300℃。
在固定掺杂浓度和温度下，最佳保温时间为3h。
荧光寿命约为4.32641ms。
在1%掺杂浓度下的Al2O3:Cr3+荧光粉的CIE色坐标为(0.7345，0.2657)，该点所处的位置位于红色边界区域内，表明Al2O3:Cr3+荧光粉发射红光，与荧光粉发射峰值位于694.9nm相符合。
（2）通过与标准卡对比，制备成Mg0.388Al2.408O4:Cr3+的样品没有多余的杂相。
在407nm的激发光激发下，它可以发射出在670nm到750nm范围的红色和近红外光。
随着Cr3+的掺杂浓度从1%到3%，样品的发射峰位并没有产生改变，均在689nm处存在一个强发射峰。
Cr3+的最佳掺杂浓度为1%。
由689nm的发射光得到了380nm~450nm和520nm~600nm两个激发带，中心波长分别为407nm和552nm。
MgO对Sr2SiO4：Eu 2+荧光粉发光性质的影响
Ｓ ２ ｉ ４ Ｅｕ Ｐｈｏ ｐｈ ｒ ｒ Ｏ ： Ｓ ｓ ｏ
Ｓ Ｎ Ｘ ａ—ｕ ｎ ， Ｉ ｈ ｎｊ ＨＥ Ｘａ —ｕ ｎ Ｕ ｉ ｙ ａ Ｌ ｕ — ｅ ， ｉｏｇ ａ ｇ ， ｏ Ｃ ｉ Ｙ ｉ ｕ Ａ ｕ — ｎ Ｕ ｏ ｇｓｉ， Ｈ Ｎ ｉ－ Ｕ Ｌ－ ｎ ，Ｇ Ｏ Ｙ ｎｆ ｇ ，Ｌ Ｏ Ｙ ｎ — Ｚ Ａ Ｇ Ｊ Ｉ ｊ ｅ ｈ ａ ｍａ
Ｗ ｈｉ ｉｈ — ｍｉ ｉ ｇ ｄｏ ｅ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｎ ｅ ｒ ｔｏ ｆ Ｉ Ｇａ ｎｅ ｒＵＶ ｈ ｐ ａ ｄ ｒ ｉ ：Ｅｕ ｔ ｌｇ ｔｅ ｔ ｎ ｉｄ ｈ ｅ ｇ ｈｅ ｉ ｔ ｇ ａｉｎ ｏ ｎ Ｎ ａ － ｅ ｔ ｃ ｉ ｎ Ｓ ２ Ｏ４ Ｓ ¨ ｐ ｓ ｈ ｒｗａ ａ ｒｃ ｔ ｄ ａ ｄ ｅ ｈ ｂ ｔ ｄ ｂ ｔ ｒｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ａ ａ ｔｒ ｈ ｎ ｔ ａ ｆｔ ｅ ｈｏ ｐ ｏ ｓ ｆ ｂ ｉ ａｅ ｎ ｘ ｉ ｉｅ ｅｔ ｈ ｒ ｃｅ ｉｔ ｐ ｒ ｍｅ ｅｓ ｔ ａ ｈ ｔｏ ｈ ｅ ｃ
孙晓 园 ， 李春杰 ，贺小光 于立军 ， ，高允锋 骆永 石 ， ，张家骅
（ ．长春师范学院 物理学 院，吉林 长春 ］ １０ ： ３ ０２； ３ １０３ ） ３０ ３ ２ ．发光学及应用 国家重点实验室 中国科学院长春光学精 密机械与物理研究所 ，吉林 长春
摘要 ： 通过在 Ｓ Ｓ Ｅ 荧光粉中加入 Ｍ Ｏ 提高了 Ｓ Ｓ Ｅ 荧光粉的蓝光和黄光发射带的发射强 ｒ ｉ ：ｕ Ｏ ｇ， ｒ ｉ ：ｕ ２Ｏ
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白光LED用YAG：Ce 3+荧光粉的研究进展
Ｅ 是 Ｄ
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在 １ 内 实 用 化 ，比 预 期 时 间 大 大 提 前 年
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种 新 型 固 态 光 源 。 自 １６ ９ ２年
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Ｙ ＡＧ： ｅ Ｃ “荧 光 粉 的 发光 性 能 影 响 白 光 Ｌ Ｄ的 色 温 和 显 色指 数 。白光 Ｌ Ｄ的 Ｅ Ｅ 显色 指数 一般 在 ６ ０～ ８ ， 普 通 荧 光 Ｏ 与
白色
Ｇａ ￣ ／荧光 粉 ｈ４
５ ０
由 于 白 光 最 接 近 日光 ，更 能 较 好 地 反 映 照 射 物 体 的 真 实 颜 色 ， 以 白 光 所 Ｌ Ｄ 作 为 照 明光 源 极 具 潜 力 。１ ９ 年 日 Ｅ ９３ 本 日亚 化 学 公 司 Ｎ ｋ ｍｕ． ａ ａ ｒ Ｓ等 先 。率
明 ： ５ ＩＣ ” 中 以 Ｔ ”或 Ｇ 部 分 Ｙ Ａｌ ２ ｅ Ｏ： ｂ
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白光发射稀土掺杂SrF2上转换荧光粉的研
究
作者：祝燕 丁杨 陈明 王行 王雨芹 刘洁 余锡宾
来源：《上海师范大学学报·自然科学版》2016年第06期
摘要： 通过高温固相法合成了Sr0.89Yb0.1Er0.01F2和Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2高亮度
上转换荧光粉.在980 nm激光激发下，Sr0.89Yb0.1Er0.01F2样品发出红色和绿色光（黄绿
光），Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2样品发出蓝色光.二者发射的荧光强度均高于商用上转换荧光
粉.将以上两种上转换荧光粉按一定比例混合后可以得到不同色温的白光发射荧光材料.该系列
材料在防伪、三维显示及白光照明等领域具有潜在应用价值.
关键词： 上转换发光材料； 荧光粉； 白光发射； 稀土掺杂
中图分类号： O 611.4文献标志码： A文章编号： 10005137（2016）06068006
通信作者： 余锡宾，中国上海市徐汇区桂林路100号，上海师范大学生命与环境科学学
院，邮编：200234，Email：xibinyu@shnu.edu.cn
19世纪中叶，发现并提出了“发射光之波长永远大于激发光的波长”这一关于光致发光的第
一规律，即通常所说的“斯托克斯定律”[1].上转换发光是一种将长波长光转换为短波长光的反
斯托克斯过程[2-3].上转换发光材料通常是掺杂了稀土离子的固体发光材料，其中稀土离子是
单掺的Er3+和Tm3+或共掺杂的Yb3+/Er3+和Yb3+/Tm3+等离子对[4-5]，稀土离子的上转换发
光光谱几乎覆盖了整个可见光波段.稀土掺杂上转换发光材料在防伪、三维显示[6-7]，荧光
粉、红外辐射探测[8]，上转换激光器[9]，生物、医学诊断，光伏电池及生物传感等方面有着
广泛的应用[10].本文作者通过高温固相法制备了一系列基于SrF2的上转换发光材料，其发光
强度是目前商用上转换荧光粉的数倍.
1实验
1.1合成方法
通过高温固相法合成Sr0.89Yb0.1Er0.01F2荧光粉和Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2荧光粉.合
成Sr0.89Yb0.1Er0.01F2荧光粉步骤为：称取89 mmol SrCO3（分析纯99.99%），200 mmol
NH4F（分析纯99.99%），5 mmol Yb2O3（分析纯99.99%），0.5 mmol Er2O3（分析纯
99.99%），放在通风厨中并混合，加入质量为混合物总质量50%的无水乙醇，研磨混匀；在
鼓风干燥箱中，80 ℃条件下烘干；收集烘干后的混合物粉末装入坩埚，放入马弗炉中，以
3 ℃/min的升温速度加热至700 ℃，烧结3h后冷却至室温，稍加研磨即
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可.Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2荧光粉的合成方法类似，合成成分称取量分别为SrCO3 84.95
mmol，NH4F 200 mmol，Yb2O3 7.5 mmol，Tm2O3 0.025 mmol.
1.2实验设备
采用的实验仪器包括：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司生产的AL204型电子分析天
平；上海齐欣科学仪器有限公司生产的DHG9053A型电热恒温鼓风干燥箱；北京博德恒悦科
贸有限公司生产的BHYJ0250玛瑙研钵；上海意丰仪器电炉有限公司生产的YFX4.5/13QSGC
箱式电炉.
上海师范大学学报（自然科学版）J. Shanghai Normal Univ.（Nat. Sci.）2016年第6期祝
燕，丁杨，陈明，等：白光发射稀土掺杂SrF2上转换荧光粉的研究2结果与讨论
3结论
通过高温固相法制备得到Sr0.89Yb0.1Er0.01F2和Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2转换荧光粉，
对其物相和上转换光谱等特性进行了研究.虽然少量的稀土离子会占据晶格中Sr2+的格位，使
样品的晶格大小发生变化，但未改变物相结构.通过高温固相法合成的Sr0.89Yb0.1Er0.01F2和
Sr0.8495Yb0.15Tm0.005F2上转换荧光粉其发光强度是现有的商用上转换红绿光荧光粉
NaYF4∶Yb3+，Er3+的两倍多.而将这两种荧光粉按不同质量比混合，可以得到不同色温白光
发射的荧光材料，该材料在防伪、三维显示及白光照明等领域具有潜在应用价值.
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