稀土荧光粉Zn_2SiO_4_M_省略__的性能优化及显现潜在指纹的研究
稀土Eu掺杂纳米TiO2的荧光特性研究及其应用
酯在 酸一 水溶 液 中发 生 溶 胶一 胶 反 应 ， 备 了一 种 可 凝 制 作 为 荧光 标记 分 子 的 Ｅ 抖／ ｉ ｕ Ｔ Ｏ。荧光性 纳 米微 粒 ， 并 对样 品的 形貌 、 成及 结构 进行 了表 征 。结 果表 明 ， 组 纳
米 粒 子 的 平 均 粒 径 ５ ｍ 。 用 ４ ８ ｍ 激 发 光 源 激 发 样 ｎ ６ｎ
水。 ２ ２ 实 验 方 法 ． ’
关键 词 ： Ｅ ｕ掺 杂 ； ｏ ； 胶～ 胶 法 ； 光 ； 葱 表 Ｔｉ 溶 凝 荧 洋
皮 细 胞
中 图 分 类 号 ： Ｏ １ ． ； ５ ． ６ １ ４ ０６ ７ ３
文 献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：０ １９ ３ （０ ０ 增 刊 ３０ ３ —３ １ ０ —７ １ ２ １ ） －５ ００
１ 引 言
近年来 ， 纳米 材 料 生 物效 应 的研 究 已经 成 为 迅 速
发 展 的 纳 米 药 物 和 纳 米 生 物 技 术 的 基 础 。 纳 米 Ｔｉ Ｏ
２２１ Ｅ 抖／ Ｏ ． ． ｕ Ｔｉ 纳米 晶体 的制备 将 ２ 的 ＴｉＯ ｕ 边 搅 拌边滴 加 到 ８ ５ ｍＩ （Ｂ ） ｍＬ的 ｉ — Ｐ ＯＨ 中 ， 之充 分 混 合 均 匀 ， 到 溶 液 Ａ； 定 量 的 ｒ 使 得 一
４ ） 入到 ２ ０ 加 ０ ｍＬ的水 中 ， 制其 ｐ 值 １ ５ 得 到溶 控 Ｈ ．， 液 Ｂ； 溶液 Ｂ置 于 冰水 浴 中 ， 高 速 机 械 搅 拌 下 ， 溶 在 将
液 Ａ 以每 ３ ｓ滴 的速 度 ， 慢 地滴 加 到 Ｂ 中 ， 至 ～４ ／ 缓 直 ＴｉＯ ｕ 完 全 水 解 ， 到 溶 液 Ｃ； 溶 液 Ｃ 在 恒 温 （Ｂ ） 得 将
掺稀土发光材料工艺类文献综述
文献综述课题名称：掺杂的稀土发光材料的研究课题类型：工程设计姓名：学号：学院：专业：年级：级指导教师：2011年12月30日掺杂的稀土发光材料的研究中文摘要简述掺杂稀土发光材料的发展进程及趋势,掺杂稀土三基色发光荧光粉的发现及对其组成､技术现状､还需重大突破的问题和技术研究发展方向｡对阴极射线管荧光粉的兴起和衰落作了简单描述,阐述了稀土与有机和无机化合物掺杂形成发光材料的制作工艺,分析稀土掺杂浓度与稀土发光强弱的的关系｡重点介绍氟化物转换发光材料方面的研究,如用水热法合成不同掺杂浓度Er3+ ､Tm3+ 和Yb3+ 的YLiF4 材料并研究Er3+ ､Tm3+ 和Yb3+ 在材料中的光吸收,同时在980 nm 红外光激发下样品的上转换发光特性｡利用正己醇或正己烷制成W/O微乳反胶团体系制备Gd2o3:Yb,Er上转换材料,在980nm 的红外光激发下,改变掺杂元素Yb和Er的比例,观察发现氧化物粉体发射出绿色和红色比例的上转换荧光,并分析其发生的原因｡而后对掺杂稀土发光材料国内外研究成果进行综述,简述了它几个研究应用方向,还需突破的问题｡关键词：掺杂的稀土发光材料稀土荧光粉三基色荧光粉 Er3+ Yb 3+ 转换发光材料氟化物THE RESERCH OF RARE EARTH LUMINESCENTMATERILSAbstractAn understanding of the history and development of a technology can be a tremendous aid in properly utilizing it for a given application. a brief history and overview is given for the rare earth luminescent materials tell the rare earth luminescent material research present situation,the rare earth luminescent material research progress,the rare earth luminescent material application,the rare earth luminescent material future forecasts several aspects to carry on the summary to the rare earth luminescent matenal.the rare earth luminescent material widely applies in the illumination,demonstration and examines three big domains,has formed the very big industrial production and the expense market scale,and forward emerging domain development.Key words: the rare earth luminescent material present situation apply future forecasts一、课题国内外现状自从1964年美国发明高效YVO4∶Eu和Y2O3∶Eu红色荧光粉和1968年Y2O2S∶Eu红色荧光粉[1，2]，并很快应用于彩色电视显象管（CRT）中，对稀土离子发光及其发光材料基础研究和应用发展发生划时代的转折点。
稀土硅酸盐环境障涂层研究进展
第 12 期第 12-23 页材料工程Vol.51Dec. 2023Journal of Materials EngineeringNo.12pp.12-23第 51 卷2023 年 12 月稀土硅酸盐环境障涂层研究进展Research progress in rare earth silicateenvironmental barrier coatings周邦阳1*，崔永静1，王长亮1，岳震1，焦健2，3，宇波2（1 中国航发北京航空材料研究院 航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室，北京100095；2中国航发北京航空材料研究院 表面工程研究所，北京 100095；3中国航发北京航空材料研究院先进复合材料科技重点实验室，北京 100095）ZHOU Bangyang 1*，CUI Yongjing 1，WANG Changliang 1，YUE Zhen 1，JIAO Jian 2，3，YU Bo 2（1 Aviation Key Laboratory of Science and Technology on Advanced Corrosion and Protection for Aviation Material ，AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials ，Beijing 100095，China ；2 Surface EngineeringDivision ，AECC Beijing Institute of Aeronautical Materials ，Beijing100095，China ；3 National Key Laboratory of Advanced Composites ，AECC Beijing Institute of AeronauticalMaterials ，Beijing 100095，China ）摘要：陶瓷基复合材料凭借耐高温、低密度、高温力学性能优异等特性，成为高性能航空发动机热端部件的理想材料。
稀土-荧光素双重荧光响应pH探针分子的合成与荧光性质研究
无
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化
学
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Ｖｏ ．７ Ｎ ．０ １ ｏ １ ２
０ — ７５ ７１２０
ＣＨＩ Ｓ ＯＵＲＮＡＬＯＦ Ｉ ＮＥ Ｅ Ｊ ＮＯＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ Ｔ Ｓ ＲＹ
稀 土一 荧光 素双 重 荧光 响应 ｐ 探 针 分 子 的合 成 与 荧光 性 质研 究 Ｈ
ＪＮＧ Ｌ Ｕ Ｆ ． ｈ Ｚ Ｉ Ｘｕ Ｉ ｕ Ｃ ｅ ， ＨＡＮＧ ＸｉｏＬ ｎ ＨＥ Ｃ ｅ ｇ 。 ａ — ｉ２ ｈ ｎ
（ ｃ ｏｌｆＣ ｅ ｓｙａｄＣ ｅ ｃｌ ｎ ｉ ｅｉ ， ｉ ｊ ｎ ｅｓ ｙｏ ｃ ｎｌ ， ｉ ｉ ０ ３ ４ Ｃ ｉ ） ￣ ｈ ｏ ｏ ｈｍｉｒ ｎ ｈｍｉ ｇｎ ｒ ｇ Ｔａ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ Ｔ ｈ ｏ ｇ Ｔａ ｊ ３０ ８ ， ｈｎ Ｓ ｔ ａＥ ｅ ｎ ｎｎ ｖ ｉ ｆ ｅ ｏ ｙ ｎｎ ａ
良好 的 细 胞通 透 性 ， 够 在 红光 和绿 光 两 个 位 置 标 记 海 拉 细 胞 中 的 ｐ 范 围 。 能 Ｈ
关 键 词 ： 光 素 ； 离 子 ； Ｈ 荧 光 探 针 ； 胞 成 像 荧 铕 ｐ 细
中图分类号 ： ６ ４３＋ ０ １． ８ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０ １ ８ １ ０ １１—０ １０ １０ — ６ （ １）０２ ７ ・５ ４ ２
Ｓ ｎ ｈ ｓｓａ ｄ Ｆ ｕ ｒ ｓ ｅ ｔＳ ｕ ｙ ｏ ｒ ｐ ｙ ｔ ｅｉ ｎ ｌ ｏ ｅｃ ｎ ｔ ｄ ｎ Ｅｕ ｏ ｉ
Ｃｏ ｐ ｕ ｄ ａ ａ － ｓ ｏ ｄ ｎ ｌ ｏ ｅ ｃ ｎ Ｈ ｅ ｓ ｒ ｍ ｏ ｎ ｓａ Ｄｕ ｌＲｅ ｐ ｎ ｉ ｇ Ｆ ｕ ｒ ｓ ｅ ｔｐ Ｓ ｎ ｏ
ZrSi04细粉体生产工艺响应面优化的方法
三部分组成院设计尧分析尧优化遥 设计部分是 Box-Behnken
设计遥 获得回归方程结果如下院
D50=1.72500-0.26875A+0.45875B+92.32500C -0.30000AC-1.05000BC+0.022812A2-0.071250B2
-374.50000C2
(决定系数 R2=0.924)
在响应面分析中安排的 15 个实验中包含有 3 个重 复的零点实验袁 目的是估计实验误差袁 确定实验的稳定 性遥 剩余的是 12 个是析因点实验遥 因此袁在这 15 个实验 中分为两类袁仍属于中心组合设计遥 然后对得到的回归方 程模型和方程中各项系数进行方差分析袁 目的是检验模 型及其组成各项是否显著可靠遥 方差分析表中有几个重 要指标要注意袁一个是 F 值袁是模型和残差两者变异相比 较的实验袁其值为模型均方与残差均方相除[3]遥 这个值越 大越好袁结果越显著[2]曰另一个是 P袁即大于 F 的概率袁即 不符合实际为真的概率遥 显然袁P 值越小越好袁 一般 P< 0.05袁表明结果显著有效遥 还有一个是决定系数 R2 的值袁 对于一个有效模型要在 0.6 以上袁越接近 1 越好袁越可信 遥 [2,3] 上面求得的回归模型决定系数远大于 0.6袁 因此袁有 效遥 而失拟渊lack of fit冤F 值要小袁P 值要大遥
序号 A渊球/料比冤 B渊磨矿时间冤 C渊助磨剂量冤 D50渊中度粒径冤
1
4
3
0.15
6.89
2
6
4
0.15
6.7
3
2
3
0.10
7.254420.204.95
5
4
2
0.10
7.05
Dy3+掺杂Y2MgTiO6荧光粉的制备及发光性质研究
第52卷第10期2023年10月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.10October,2023Dy 3+掺杂Y 2MgTiO 6荧光粉的制备及发光性质研究蒋小康,张王曦月,高㊀峰,周恒为(伊犁师范大学物理科学与技术学院,新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁㊀835000)摘要:通过溶胶-凝胶法制备出一系列Dy 3+掺杂的Y 2MgTiO 6(YMTʒDy 3+)荧光粉,并利用X 射线衍射仪㊁扫描电子显微镜㊁荧光光谱仪对荧光粉的晶体结构㊁微观形貌及发光性质进行研究和分析㊂研究结果显示,YMTʒDy 3+荧光粉为双钙钛矿结构,Dy 3+掺杂不改变样品的晶体结构㊂在近紫外光(352nm)的激发下,样品的发射光谱显示出典型的Dy 3+特征发射峰,分别是485nm 处的蓝光㊁578nm 处的黄光,以及650~700nm 的红光㊂当Dy 3+摩尔浓度x =0.03时,荧光粉出现浓度猝灭效应,其浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用(d-d)㊂YMTʒDy 3+荧光粉的CIE 色坐标明显受到Dy 3+的浓度影响,其中YMTʒ0.02Dy 3+荧光粉的CIE 色坐标为(0.406,0.407),位于暖白光区,可作为一种暖白光荧光粉应用于近紫外激发白光发光二极管(w-LEDs)㊂关键词:溶胶-凝胶法;Dy 3+掺杂;Y 2MgTiO 6;双钙钛矿结构;暖白光;白光发光二极管中图分类号:O482.31;TN312+.8㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)10-1809-07Synthesis and Luminescence Property of Dy 3+Doped Y 2MgTiO 6Phosphor JIANG Xiaokang ,ZHANG Wangxiyue ,GAO Feng ,ZHOU Hengwei(Xinjiang Laboratory of Phase Transitions and Microstructures in Condensed Matter Physics,College of Physical Science and Technology,Yili Normal University,Yining 835000,China)Abstract :A series of Dy 3+doped Y 2M g TiO 6phosphors (YMTʒDy 3+)were synthesized by sol-gel method.The morphology,crystal structure and luminescence properties of these phosphors were characterized and analyzed by XRD,SEM and fluorescence analyzer.The results show that YMTʒDy 3+phosphor has a double perovskite structure,and Dy 3+doping does not change the crystal structure of the sample.Under the excitation of near UV light (352nm),the emission spectrum of the sample shows typical Dy 3+characteristic emission,which is located at 485nm in blue light region,578nm in yellow region and 650~700nm in red region respectively.The concentration quenching occurred when the molar concentration of Dy 3+x =0.03for YMTʒDy 3+phosphor and its mechanism is ascribed to dipole-dipole interaction (d-d).The CIE color coordinates of YMTʒDy 3+phosphors are significantly affected by the concentration of Dy 3+.Among them,the CIE color coordinate for YMTʒ0.02Dy 3+phosphor is (0.406,0.407),which is located in the warm white light region,and shows potential application for the n-UV excited warm white light emitting diodes (w-LEDs).Key words :sol-gel method;Dy 3+doping;Y 2MgTiO 6;double perovskite structure;warm white light;w-LEDs㊀㊀收稿日期:2023-03-31㊀㊀基金项目:伊犁师范大学一般科研项目(2022YSYB010)㊀㊀作者简介:蒋小康(1984 ),男,湖南省人,副教授㊂E-mail:jiangxiaokang@ ㊀㊀通信作者:周恒为,博士,教授㊂E-mail:zhw123@0㊀引㊀㊀言稀土离子激活的荧光粉广泛应用于平板显示器㊁场发射显示器和发光二极管(light emitting diodes,LEDs)等领域㊂尤其是发光二极管作为一种广泛使用的新型固态光源,因其高效节能㊁环保耐用等特点,成为当前照明领域的最佳选择[1-5]㊂目前,白光发光二极管(white light emitting diodes,w-LEDs)的制作方法有以下两种:1)InGaN 蓝光LED 芯片上涂覆YAGʒCe 3+黄粉的方式实现白光[6]㊂但是由于红光的缺乏,造成较高的色温和较低的显色指数;此外驱动电压和荧光粉涂覆工艺也会对其发光颜色产生一定的影响,导致w-LEDs 的发光性能稳定1810㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷性较差㊂2)在紫外-近紫外芯片上涂覆红㊁绿㊁蓝多相荧光粉激发出白光[7]㊂但是,多相荧光粉存在颜色再吸的问题,同时荧光粉的配比调控困难,导致器件的流明效率及色彩还原性受到很大的限制㊂不少研究者提出,选用单一基质白光荧光粉来实现白光发射,可有效解决上述问题㊂与当前市场上主流白光芯片(蓝光+黄粉)相比,采用单质白色荧光粉可获得高显色指数㊁低色温的白光,同时也避免多相荧光粉混合引起的再吸收问题[8-10]㊂目前,单质白色荧光粉成为当前荧光材料研究的热点㊂迄今为止,研究者们已研究出多种以无机材料为基质的新型白色荧光粉,包括磷酸盐类[11]㊁硅酸盐类[12]㊁钛酸盐类[13]㊁钒酸盐类[14]㊁铝酸盐类[15]㊁钼酸盐类[16]㊁锆酸类[17]㊁镓酸盐[18]类等㊂其中,双钙钛矿型复合氧化物因其优异的物理和化学性质,以及结构的多变性㊁复杂性,成为一类非常理想的荧光粉基质材料[19-22]㊂三价稀土离子Dy3+作为一种重要的激活离子,广泛应用于单一基质白色荧光粉的相关研究之中㊂Dy3+的发射峰主要有两个:1)470~490nm的蓝光(4F9/2ң6H15/2跃迁);2)570~580nm的黄光4F9/2ң6H13/2跃迁)㊂研究发现Dy3+黄光发射对晶场环境十分敏感,因此通过基质材料晶体结构的调控,可改变Dy3+的蓝光和黄光强度之比,实现白光发射㊂例如:Long等[11]通过高温固相法制备出Ca8MgSc(PO4)7ʒDy3+单一基质白色荧光粉,在波长为387nm的近紫外光的激发下,荧光粉在480㊁571㊁660和754nm处出现4个发射峰㊂此外,Ca8MgSc(PO4)7ʒDy3+荧光粉显示出良好的热稳定性,在300和160ħ时,荧光强度仍为室温的77.3%和95.2%㊂Kumar等[17]通过水热法制备出Dy3+激活Gd2Zr2O7荧光粉,激发波长为351nm,荧光粉发射出蓝光(484nm)和黄光(580nm)而形成白光输出㊂Lai等[18]制备出SrGa12O19ʒDy3+白色荧光粉,研究发现,Dy3+最佳掺杂浓度为0.04,相应样品的CIE色坐标为(0.4269,04348),相对色温为3361K㊂Y2MgTiO6(YMT)具有双层钙钛矿结构,其通式为A2BBᶄO6㊂在钛酸镁钇的晶体结构中,Y3+和周围的12个O形成十四面体结构,而Ti4+和Mg2+则分别与周围的6个O形成扭曲的八面体结构,[TiO6]和[MgO6]八面体交替穿插,降低晶体结构的对称性㊂2018年,Cai等[19]采用传统的固相法合成Mn4+激活的Y2MgTiO6荧光粉,在室温下该荧光粉在715nm处展现出明显的红光发射㊂2019年,潘金泉等[20]采用低温熔盐法制备出一系列Mn4+激活Gd2ZnTiO6双钙钛矿型红色荧光粉,并研究该荧光粉的晶体结构㊁微观形貌和荧光性能㊂2020年,柴小君等[21]通过高温固相法制备出Y2MgTiO6ʒMn4+/Nd3+下转换材料㊂稳态和瞬态光谱分析发现,基质中的Mn4+和Nd3+之间存在明显的能量传递,Mn4+/Nd3+共激活Y2MgTiO6样品在1085nm处的发射强度比Nd3+单掺样品增强了5倍㊂目前尚未有YMTʒDy3+荧光粉相关报道,本研究通过溶胶-凝胶法,经1200ħ烧结6h制备出YMTʒDy3+荧光粉,并探索Dy3+浓度对其荧光性能的影响㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀原料及仪器原料:Y(NO3)3㊃6H2O(纯度99.99%)㊁Dy(NO3)3㊃6H2O(纯度99.99%)㊁C4H6O4Mg㊃2H2O(纯度99%)㊁C6H8O7㊃H2O(纯度99.5%)㊁C12H28O4Ti(纯度95%),上海阿拉丁生化技术股份有限公司㊂仪器:X射线衍射仪(XRD,DX-2600型,丹东方圆仪器有限责任公司),扫描电子显微镜(SEM,KYKY-2008B型,北京中科科仪股份有限公司),荧光光谱仪(FLS920,爱丁堡公司),测试温度为室温㊂1.2㊀实验方法YMTʒ2x Dy3+荧光粉(x=0㊁0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11,摩尔分数)通过溶胶-凝胶法制备㊂首先,称量出一定量的硝酸钇㊁硝酸镝㊁乙酸镁㊁柠檬酸,加入适量离子水,取一定量的钛酸异丙酯加入适量无水乙醇,将以上两种溶液均匀混合,并剧烈搅拌,形成澄清透明溶液㊂将上述溶液放入鼓风干燥箱,加热到80ħ,并保持12h,获得凝胶,然后在180ħ下烘干㊂将上述褐色粉末放入马弗炉中,在空气气氛中600ħ烧结4h,然后升温至1200ħ,保持6h,最后自然冷却至室温,收集白色粉末样品㊂2㊀结果与讨论2.1㊀XRD分析基于文献[19]中YMT单斜相的晶体结构数据,利用GSAS软件对YMTʒ0.06Dy3+荧光粉的XRD粉末衍㊀第10期蒋小康等:Dy 3+掺杂Y 2MgTiO 6荧光粉的制备及发光性质研究1811㊀射数据进行结构精修㊂结果如图1所示,YMTʒ6%Dy 3+为双层钙钛矿结构(单斜晶系,空间群:P 21/n ),晶格常数:a =0.52767nm,b =0.55673nm,c =0.75906nm;β=89.91ʎ,V =0.22297nm 3㊂其中,全谱因子R P 为9.41%,加权全谱因子R wp 为12.35%㊂如图2所示,对比不同Dy 3+掺杂浓度的YMT 样品的XRD 衍射图谱,发现这些图谱的峰形和强度基本一致,且与已报道的单斜相YMT 的XRD 图谱完全吻合[19,21],说明所有样品均为单斜相,无其他杂相㊂Dy 3+浓度的变化对样品的晶体结构没有明显影响,仍保持最初的双钙钛矿结构㊂图1㊀YMTʒ6%Dy 3+的XRD 结构精修图谱Fig.1㊀Rietveld refinement of XRD patterns of YMTʒ0.06Dy 3+图2㊀YMTʒ2x Dy 3+的XRD 图谱Fig.2㊀XRD patterns of YMTʒ2x Dy 3+2.2㊀SEM 分析如图3所示,Dy 3+掺杂的YMT 荧光粉粒径大小为1~2μm,分散性较好,没有严重的团聚现象,Dy 3+浓度对荧光粉的微观结构没有明显的影响㊂2.3㊀PL 光谱分析图4为典型样品YMTʒ0.06Dy 3+的激发和发射光谱㊂从图4激发光谱可知,当监测波长设定为578nm 时,激发光谱在300~450nm 出现4个窄峰,其中心波长分别位于325㊁352㊁365㊁388nm 处,显然归属于Dy 3+的4f 电子壳层的f-f 直接激发(325nm,6H 15/2ң6P 13/2;352nm,6H 15/2ң6P 7/2;365nm,6H 15/2ң6P 5/2;388nm,6H 15/2ң4I 13/2)㊂其中,352和388nm 处的激发峰很强,且处于近紫外波段,因而可以选用近紫外发光二极管(350~410nm)作为LED 芯片㊂根据上述激发光谱分析,选择最佳激发波长为352nm,测试样品的发射光谱㊂由图4的发射光谱可知,荧光粉发出较强的蓝光(485nm)㊁黄光(578nm),以及较弱的红光(670㊁698nm),分别对应于Dy 3+的4F 9/2ң6H 15/2㊁4F 9/2ң6H 13/2和F 9/2ң6H 11/2能级跃迁[23]㊂研究者发现4F 9/2ң6H 13/2之间的黄光发射为电偶极跃迁,对周围的晶体场十分敏感,当Dy 3+在低对称位时,黄光发射强度最强;而4F 9/2ң6H 15/2之间的蓝光发射为磁偶极跃迁,该跃迁受到Dy 3+周围晶体场的影响很小㊂目前,黄光强度明显高于蓝光,说明Dy 3+所处的晶体场具有较低的对称性,这与YMT 基质为双钙钛矿结构的结果一致㊂图5为不同掺杂浓度的YMTʒ2x Dy 3+(x =0.01㊁0.03㊁0.05㊁0.07㊁0.09㊁0.11)荧光粉的发射光谱,其中激发波长为352nm㊂图中显示,所有样品均发射出明显的蓝光(485nm)㊁黄光(578nm),且峰形㊁峰位一致㊂黄光明显优于蓝光,其强度均随着Dy 3+浓度的递增而先增大后减小㊂此外,650~700nm 的红光强度随着Dy 3+浓度的增加而单调递减㊂在低浓度时,Dy 3+浓度增加,发射峰增强㊂Dy 3+最佳掺杂浓度为0.03,此后强度随着浓度的递增而迅速降低㊂Dy 3+掺杂浓度增大,导致Dy 3+之间的距离减小,相邻Dy 3+之间将会发生交叉弛豫,引发非辐射跃迁,使发光强度急剧下降,即出现浓度猝灭效应㊂Blasse [24]从理论研究了浓度猝灭的机制,他们提出一个判定猝灭机制的重要参数 临界距离R c ,如式(1)所示㊂当R c <0.5nm 时,为交叉弛豫相互作用;当R c >0.5nm 时,为电多极子相互作用㊂R c ʈ2(3V 4πx c Z)13(1)式中:V 为YMT 基质晶胞体积(V =0.22297nm 3),x c 为临界猝灭浓度(x c =0.03),Z 为晶胞原子数(Z =2)㊂1812㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷根据上式可以计算出YMTʒ0.06Dy 3+荧光粉的临界距离R c =1.922nm,显然,其R c 远远超过0.5nm,所以多极子相互作用是最主要的浓度猝灭机制㊂图3㊀YMTʒ2x Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)的SEM 照片Fig.3㊀SEM images of YMTʒ2x Dy 3+(x =0.01,0.03,0.05,0.07,0.09,0.11)图4㊀YMTʒ0.06Dy 3+的激发和发射光谱Fig.4㊀Excitation and emission spectra of YMTʒ0.06Dy 3+图5㊀YMTʒ2x Dy 3+的发射光谱Fig.5㊀Emission spectra of YMTʒ2x Dy 3+此外,Dexter 等[25]也从理论上分析了多极子相互作用导致的浓度猝灭,提出发光强度I 与激活离子浓度x 之间的依赖关系㊂I /x =K [1+β(x )θ/3]-1(2)㊀第10期蒋小康等:Dy 3+掺杂Y 2MgTiO 6荧光粉的制备及发光性质研究1813㊀式中:β㊁k 是与基质有关的常数㊂当θ=6时,为电偶极子-电偶极子(d-d)相互作用;当θ=8时,为电偶极-电四极(d-q)相互作用;当θ=10时,为电四极-电四极(q-q)相互作用㊂上式两端取对数得lg(I /x )=lg(k /β)-θ/3lg(x )(3)计算出lg(I /x )和lg(x )的斜率为-θ/3㊂现通过Origin 软件对lg(I /x )和lg(x )之间的关系进行线性拟合,结果如图6所示,斜率为θ/3=-1.81229㊂θ值最接近6,因此浓度猝灭机制为电偶极子-电偶极子相互作用㊂图7为样品YMTʒ0.06Dy 3+在352nm 激发㊁578nm 监测下的荧光衰减曲线,黑色曲线为三指数拟合衰减曲线,拟合方程[26]如下:I (t )=I 0+A 1e -t t 1+A 2e -t t 2+A 3e -t t 3(4)τ=A 21t 21+A 22t 22+A 23t 23A 1t 1+A 2t 2+A 3t 3(5)式中:I 为样品的发光强度,t 为时间,t 1㊁t 2㊁t 3为荧光寿命,τ为平均荧光寿命㊂通过拟合可知Dy 3+的平均寿命为0.13ms㊂图6㊀lg(x )与lg(I /x )的线性关系Fig.6㊀Linear relationship between lg(I /x )and lg(x)图7㊀YMTʒ0.06Dy 3+的荧光衰减曲线Fig.7㊀Decay curves of YMTʒ0.06Dy 3+2.4㊀CIE 色坐标分析采用CIE1931软件对YMTʒ2x Dy 3+发射光谱的色坐标进行计算,以确定其发光颜色㊂结果如图8所示,Dy 3+浓度对荧光粉的CIE 色坐标有明显的影响㊂当Dy 3+掺杂浓度x =0.01时,其CIE 色坐标为(0.406,0.407),位于暖白光区域,是一种具有潜在应用价值的暖白光LED 荧光粉㊂图8㊀YMTʒ2x Dy 3+荧光粉的色坐标Fig.8㊀Color coordinates of YMTʒ2x Dy 3+3㊀结㊀㊀论本研究以双钙钛矿Y 2MgTiO 6为基质,Dy 3+作为发光激活离子,探索Dy 3+掺杂浓度对荧光粉的晶体结构㊁微观形貌和发光性质的影响,结论如下:1814㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷1)YMTʒ2x Dy3+荧光粉为双钙钛矿结构,没有其他杂相;荧光粉的粒径大小为1~2μm,没有明显的团聚现象㊂2)在352nm近紫外光激发下,YMTʒ2x Dy3+荧光粉发出明显的蓝光㊁黄光和较弱的红光,黄光强度大于蓝光㊂Dy3+的最佳掺杂浓度为0.03,电偶极子-电偶极子(d-d)之间相互作用是浓度猝灭的主要机制㊂3)YMTʒ0.02Dy3+荧光粉的色坐标为(0.406,0.407),位于暖白光区域,在近紫外激发w-LEDs器件中有一定的应用价值㊂参考文献[1]㊀JÜSTEL T,NIKOL H,RONDA C.New developments in the field of luminescent materials for lighting and displays[J].Angewandte Chemie,1998,37(22):3084-3103.[2]㊀SINGH V,RAVI KANTH KUMAR V V,CHAKRADHAR R P S,et al.Synthesis,characterization and photoluminescence of 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稀土发光材料及其应用(精)
稀土发光材料及其应用1、概述稀土离子的发光特性，主要取决于稀土离子4f壳层电子的性质。
随着稀土离子4f壳层电子数量的变化，表现出不同的跃迁形式和极其丰富的能级跃迁。
研究表明，稀土离子的4fN电子组态中，有1639个能级，能级之间的可跃迁数目高达199177个，可观察到的谱线达30000多条，如果再涉及到4f—5d的能级跃迁，则数目更多。
因而，稀土离子可以吸收或发射从紫外到红外区的各种波长的光，形成多种多样的发光材料。
由于稀土离子特有的发光特性，为其作为高效发光材料奠定了基础，并在发光学和发光材料的发展过程中起着里程碑的作用。
如1964年Y2O3∶Eu和Y2O3S∶Eu等彩电红粉的出现，使彩电的亮度提高到一个新的水平；20世纪70年代出现的红外变可见上转换发光材料，从理论上提出反Stokes效应；1974年报道的稀土三基色荧光粉为新一代荧光灯奠定了基础。
近30年来，稀土发光材料正在逐渐取代非稀土发光材料，已经在光致发光、电致发光、阴极射线发光和X射线发光材料方面获得重要而广泛的应用，稀土发光材料的研究也成为发光材料的研究重点和前沿，国内外的竞争非常激烈。
2、国内本行业的发展现状及未来发展趋势（1）阴极射线发光材料主要应用于电视机、计算机、示波器、雷达等各种荧光屏和显示器，其中在彩色阴极射线管（CRT）的发展最快，在彩色电视的发展过程中，稀土荧光粉起到了里程碑的作用。
在20世纪60年代中期，成功地合成了YVO4∶Eu、Y2O3∶Eu和Y2O3S∶Eu等稀土红色荧光粉，突破了红粉亮度上不去的障碍，使彩电的亮度提高到一个新的水平。
目前，国内普通彩电中使用的蓝粉和绿粉仍然是硫化锌系列荧光粉，但由于硫化锌型绿粉的光衰比蓝粉和红粉的大，需要增加电视机的色彩调节，因此需要开发新的绿色荧光粉。
近几年随着国外新型稀土蓝色荧光粉和绿色荧光粉的开发成功，正在取代传统的荧光粉，使高清晰度大屏幕彩电开始大批量投放市场，进入平常百姓家庭。
Sr3SiO5∶Eu 2+荧光粉的微波合成及性能研究
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中 图分 类 号 ： Ｑ１２３３ ０ １ ． ＋ ； ６ ４３ Ｔ ３ ． ； ６ ４ ３２ Ｏ １ ． ８ ２ ３
文献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１０ —８ １ ０００ —３ ３０ ０ １４ ６ （ １）７１０ ４ ２
Ｍ ｉｒ ｗａ ｅ Ｓｙ ｔ ｓｓ ａ ｏｐ ｒ ｉ ｓ Ｃｈａ ａ ｔ ｒ ｚ ｔｏ ｆＳｒＳｉ ： Ｐｈｏ ｐ ｒ ｃ ｏ ｖ ｎ ｈｅ ｉ ｎｄ Ｐｒ ｅ ｔｅ ｒ ｃ ｅ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｓ ＯｓＥｕ ｓ ｈｏ
第 ２ ６卷第 ７期 ２１ ０ ０年 ７月
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化
学
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报
Ｖｏ ． ． １２６ Ｎｏ７
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