LiCaBO_3_Sm_3_材料的发光特性

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Sm3 + 透辉石微晶玻璃析晶及发光的影响

Sm3 + 透辉石微晶玻璃析晶及发光的影响

第31卷 第22期2009年11月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.31 No.22 Nov.2009DOI :10.3963/j.issn.167124431.2009.22.011B 2O 3对Sm 3+透辉石微晶玻璃析晶及发光的影响田培静,全 健,陈珍霞,欧阳舒(武汉理工大学硅酸盐工程教育部重点实验室,武汉430070)摘 要: 制备了具有不同硼含量的Sm 3+掺杂透辉石系微晶玻璃。

采用X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、荧光光谱仪研究了该微晶玻璃的析晶及发光性能。

由XRD 、SEM 证实,该系统玻璃属表面析晶。

随着B 2O 3的增加,该系统玻璃更加容易分相。

且B 2O 3的增加有助于次晶相方石英的析出。

发射与激发光谱表明,B 2O 3外加量的增多使得微晶玻璃发光强度先增大后减小。

关键词: 微晶玻璃; Sm 3+; 透辉石; B 2O 3中图分类号: TQ 171.733文献标识码: A 文章编号:167124431(2009)2220036204Influence of Boron on the Crystallization and LuminescenceProperties of Sm 3+Doped Diopside G lass 2ceramicsTIA N Pei 2ji ng ,Q UA N Jian ,CH EN Zhen 2xia ,O U YA N G S hu(K ey Laboratory for Silicate Materials Science and Engineering of Ministry of Education ,Wuhan University ofTechnology ,Wuhan 430070,China )Abstract : Sm 3+doped CaO 2MgO 2SiO 2luminescent glass ceramics with different content of B 2O 3were prepared by the melt 2ing -quenching method.The crystallization and luminescent properties of the glass ceramics were researched by X 2ray diffrac 2tion ,scanning electron microscope and fluorescence spectra.The XRD and SEM results show that the glasses are prone to sur 2face crystallization ,and more phase separation is observed in the glass ceramics with more B 2O 3.With the increase of boron content ,the sub 2crystalline phase of cristobalite 2beta precipitates ,the luminescent intensity increases ,and then decreases when the content of B 2O 3is over 5%(in mole ).K ey w ords : glass ceramics ; Sm 3+; diopside ; B 2O 3收稿日期:2009206226.作者简介:田培静(19832),女,博士生.E 2mail :peijingtian @稀土掺杂微晶玻璃作为一种新型的发光材料,具有物理化学稳定性好、发光强度高等优点[1,2],在白光发光二极管(white light 2emitting diode ,W 2L ED )[3]、大面积平板显示器(flat panel display ,FPD )[4]等发光领域具有重要应用前景。

SrIn_2O_4_Sm_3_红色荧光粉的发光特性

SrIn_2O_4_Sm_3_红色荧光粉的发光特性
3+
图 4 为 SrIn2 O4 Sm 样品的激发光谱, 监测 波长是 606 nm, 扫描范围为 200 ~ 500 n m。位于 258 nm 之前的弱激发带属于 S m
3+
3+
3 . 2
SrIn2 O4 Sm 样品的 SEM 图像 图 2 给出了 SrIn2 O4 Sm 样品的 SEM 图像,
4 [ 8] 4 6 3+ 3+ 3+
3 结果与讨论
3 . 1 SrIn2 O4 Sm 样品的 XRD 分析 图 1 为样品 SrIn2O 4 Sm 的 XRD 谱, 2 范 围 为 20% ~ 70% , 扫 描 速 度 为 8% /m in , 步长 为 0 . 02% 。 通过与标 准粉末衍 射卡片 JCPDS No . 33 1336对比可知 , 所得样品 XRD 衍射峰数 据与卡 片数据一致, 说 明所制得的样品为 SrIn2O 4 纯相 晶体。 SrIn2 O 4 属正交晶系 , 具有 P n m a ( 62) 空间 群结构 , 晶格 常数 a = 0 . 983 0 nm, b = 1. 149 0 n m, c = 0 . 326 9 nm。少量 Sm 的掺杂并没有改 变 SrIn2 O4 的晶体结构。
H 7 /2能级跃迁劈裂为
4
600 , 606 , 615 nm 3 个发射峰, 劈裂是晶体场作用的结果
[ 6]
G 5 /2
6
H 9 /2能级跃
迁也劈裂为 648 , 660 , 665 n m 3 个发射峰。这些 。
图 1
SrIn2 O4 Sm 3+ 的 XRD 谱 , ( a ) S rIn2 O4 Sm 3+ ; ( b) SrIn2 O4 ( JCPD S N o . 33 1336)

稀土Sm化合物硅橡胶材料的制备及发光性能

稀土Sm化合物硅橡胶材料的制备及发光性能

稀土Sm化合物硅橡胶材料的制备及发光性能毕业论文(设计)中文题目:稀土Sm化合物/硅橡胶材料的制备及发光性能英文题目:Preparation and Luminescence of Sm3+ Complex Doped Silicone Rubber姓名____ ___ 学号__ ___ 专业班级指导教师_ _ 提交日期___2021.5.20___教务处稀土Sm化合物/硅橡胶材料的制备及发光性能摘要制备了Sm化合物掺杂的硅橡胶材料,并对其力学性能和发光性能进行了测试。

研究表明,随着Sm化合物的掺入量增加,材料的硬度、整体拉伸性能略有下降,但仍能保持硅橡胶的基本性能。

掺杂材料的荧光强度随Sm化合物的含量的增加而增大,表明没有发生荧光淬灭现象,其原因在于化合物的有机配体对Sm3+离子有屏蔽作用。

关键词钐化合物;硅橡胶;力学性能;发光性能2Preparation and Luminescence of Sm3+ Complex Doped SiliconeRubberAi-jing XieClass 2 Grade 2021,Department of Chemistry Engineering,Supervisor:Hao Liang (associate professor)AbstractIn this work, the Sm3+ complex doped silicone rubber has been prepared and its mechanical and luminescence properties have been investigated. With the addition of Sm3+ complex, a slight decrease of mechanical properties can be observed, but the effect is not obvious. The fluorescence intensity increased with the increase of Sm3+ complex, this can be accounted by the shielding effect of organic ligands around the Sm3+.Key words Sm3+ complex; Silicone Rubber; Mechanical Properties;Fluorescence3目录第一章绪论 ........................................................................... .. (1)前言 ........................................................................... .................................................. 1 1.1 稀土的性质与发光机理 ........................................................................... (2)1.1.1 稀土的概述 ........................................................................... ........................ 2 1.1.2 稀土元素简介 ........................................................................... .................... 2 1.1.3 稀土的荧光性 ........................................................................... .................... 3 1.1.4 稀土化合物的致光原理 ........................................................................... .... 4 1.2 硅橡胶介绍及其应用 ........................................................................... . (7)1.2.1 硅橡胶简介 ........................................................................... ........................ 7 1.2.2 硅橡胶的性能 ........................................................................... .................... 8 1.2.3硅橡胶的加工 ........................................................................... ................... 10 1.2.4 硅橡胶的硫化 ........................................................................... .................. 11 1.2.5硅橡胶的应用 ........................................................................... ................... 12 1.3 稀土发光材料简介 ........................................................................... (13)1.3.1 稀土发光材料的分类 ........................................................................... ...... 13 1.3.2 稀土发光材料的特点 ........................................................................... ...... 14 1.3.3 稀土发光材料的应用 ........................................................................... (14)第二章本论文的研究目的、意义和主要研究内容 (16)2.1 本论文的研究目的和意义 ........................................................................... ......... 16 2.2 本论文的主要研究内容 ........................................................................... ............. 16 第三章实验原理 ........................................................................... .. (17)3.1 混炼原理 ........................................................................... ..................................... 17 3.2 拉伸实验原理 ........................................................................... ............................. 18 3.3 硬度测试原理 ........................................................................... ............................. 18 第四章实验方 (19)4.1 主要原材料 ........................................................................... ................................. 19 4.2 主要实验设备和仪器 ........................................................................... ................. 19 4.3 实验配方 ........................................................................... . (20)44.4 实验流程和工艺参数 ........................................................................... ................. 20 第五章结果与讨论 ........................................................................... . (21)5.1 Sm(DBM)3phen对硅橡胶材料性能的影响 (21)5.1.1 对硬度的影响 ........................................................................... .................. 21 5.1.2 对拉伸性能的影响 ........................................................................... .......... 22 5.2 Sm(DBM)3phen对Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料荧光性能的影响 (24)5.2.1 Sm(DBM)3 phen的光谱特性 (24)5.2.2 Sm(DBM)3phen/硅橡胶材料荧光光谱分析 (25)第六章总结 ........................................................................... .............................................. 28 致谢 ........................................................................... ............................................................ 28 参考文 (28)5感谢您的阅读,祝您生活愉快。

乙酰丙酮三元配合物的发光性能研究

乙酰丙酮三元配合物的发光性能研究
[】4] Matsuda Y,Makish…S+Shlonoya S Bull.Ch时n sDc.Jan,1 969,42.356. [15] QianGD,WanRMQ,Y8Ilg z.J Phys.Ch蚰sollds,2002,63:1829
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玻璃‘”1。 1.2荧光光谱测试
以调Q的Nd:YAG激光的三倍频355 nm的激光(3~ 5 nS)作为激发光源,经聚焦镜聚焦到样品上,产生的荧光经 另一聚焦镜收光后经光纤将信号送人单色仪,通过NcL多 道分析仪控制和扫描单色仪sP750,以PMT(光电倍增管)记 录各个波长的荧光强度值,得到稳态荧光谱(PL)。样品室连 接一套JANIs ccS_350液氨循环制冷系统(10~300 K),可 使样品测试温度在10~300 K范围内准确设定,获得不同温 度的稳态荧光谱。
万方数据
第8期
光谱学与光谱分析

考Байду номын сангаас


wel㈣n SI.J CherrL Phy&。1942,lO:214.
QianGD,hngZ.WallgM Q.J.1川mIn,2002,()6:211.
QianGD,WarIgMQ J.A札Ce础札s。o,2000,83(4):703.

linbo3晶体电光系数

linbo3晶体电光系数

linbo3晶体电光系数
晶体电光系数是指晶体材料在外加电场作用下的光学性质变化程度。

它表示了单位电场强度下晶体材料折射率的变化量。

具体来说,晶体电光系数可以用一个张量来描述,通常用r_ij表示。

其中,i和j分别代表光场的两个偏振方向,r_ij表示单位电场强度下i方向偏振光的折射率变化量。

晶体电光系数与晶体材料的晶格结构和化学成分有关,不同的晶体材料具有不同的电光系数。

一些具有较大电光系数的晶体材料常被用于制造光电调制器、光开关等光学器件。

需要注意的是,晶体电光系数通常是非线性的,即随着电场强度的增加,电光系数也会随之增大。

这种非线性效应可以用来实现光学调制和光学开关等应用。

LiNbO3薄膜光学特性

LiNbO3薄膜光学特性

C轴取向的LiNbO3薄膜的光学特性Swati Shandilya a, Anjali Sharma a, Monika Tomar b, Vinay Gupta a,*a 物理和天铁物理系,德里大学,德里-110007,印度b米兰达女子学院,德里大学,德里 110007,印度摘要C-轴取向铌酸锂(LiNbO3晶体)薄膜被沉积到外延匹配(001)蓝宝石基板采用脉冲激光沉积技术。

的薄膜的结构和光学特性已分别使用的X-射线衍(XRD)和紫外 - 可见光谱研究。

拉曼光谱已被用来研究的c轴取向LiNbO3薄膜的光学声子模和缺陷电影。

XRD分析表明在所生长的LiNbO3薄膜,这是由于压力的存在铌酸锂晶体和蓝宝石之间的晶格失配小。

折射率(n =2.13在640 nm处)(006)铌酸锂晶体薄膜的要稍低一些相应的体积值(N =2.28)。

各个负责在从相应的(006)LiNbO3薄膜的折射率的偏差的因素散装讨论和值的偏差的主要原因是,由于存在晶格收缩沉积膜中的应力。

关键词光学特性脉冲激光沉积薄膜铌酸锂1.引言铌酸锂(LiNbO3)铌酸锂(LiNbO3晶体)是一个巨大的技术材料光学器件的利息。

大量的文献可在铌酸锂单晶等领域的基础研究和应用研究,其优异的光学性能的晶体沿观察c轴[1-3]。

铌酸锂单晶的已知表现出通用的非线性光学性质,因此它继续是一个极好的材料,各种光子的应用,如频率转换器,光开关,光调制器,多路复用器等人[4-7]。

在他们的薄膜是有利的批量对应不同的设备应用程序。

了解是众所周知的发挥了重要的作用的薄膜的折射率实现的光学设备,并且即使一个小的变化在其值会影响其应用。

铌酸锂晶体薄膜的折射率通过各种工人使用紫外可见光谱进行了测量和光导波技术。

对于声光和电光器件的制造,这是非常重要的研究的光学与c轴取向的LiNbO3薄膜的性能的。

几个报告的c轴取向LiNbO3薄膜的生长电影使用各种沉积技术[8,9],正在努力连续主要集中向增长的各种基板上包括,外延匹配蓝宝石,硅,熔融石英等蓝宝石衬底上已用于LiNbO3薄膜的沉积影片由不同的工人光学器件的应用,因为其低折射率和相似的晶体结构,尽管小晶格失配和较低的热膨胀系数差在比较的LiNbO3 [2]。

CsPbBr_(3)Si_(3)N_(4)复合材料制备及发光性能

CsPbBr_(3)Si_(3)N_(4)复合材料制备及发光性能

第42卷㊀第6期2021年6月发㊀光㊀学㊀报CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCEVol.42No.6June,2021文章编号:1000-7032(2021)06-0829-09㊀㊀收稿日期:2021-03-11;修订日期:2021-03-24㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(51962005);江西省自然科学基金(20192BAB206010);江西省井冈市青年学者奖励计划([2018]82)资助项目Supported by National Natural Science Foundation of China (51962005);Natural Science Foundation of Jiangxi Province (20192BAB206010);Award Program of Youth Jinggang Scholars program in Jiangxi Province([2018]82)CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能徐范范1,2,3,聂文东1,2,3,尧利钦1,2,3,何盛安1,2,3,陈㊀广1,2,3,叶信宇1,2,3,4∗(1.江西理工大学材料化学冶金学部,江西赣州㊀341000;㊀2.江西理工大学稀土学院,江西赣州㊀341000;3.国家离子型稀土资源高效开发利用工程技术研究中心,江西赣州㊀341000;4.江西省稀土发光材料与器件重点实验室,江西赣州㊀341000)摘要:近年来,钙钛矿量子点CsPb X 3(X =Cl,Br,I)稳定性较差的问题引起了广泛关注㊂本文在室温下合成了稳定的CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉并将其应用于白光发光二极管(WLEDs)㊂通过X 射线衍射(XRD)㊁扫描电子显微镜(SEM)㊁能谱仪(EDS)㊁激发和发射光谱(PL㊁PLE)等分析测试手段对CsPbBr 3量子点和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的结构㊁形貌㊁元素组成及光谱特性等进行了分析对比㊂实验结果表明,CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉的热稳定性㊁水稳定性㊁色稳定性均得到了显著提升㊂80ħ时CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%,水中浸没120min 后发光强度能保持初始发光强度的75.5%㊂CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料的量子效率则由CsPbBr 3量子点粉体的15.4%提升至35.4%㊂将CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料与K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉㊁InGaN 基蓝光LED 芯片封装制得的WLED 器件色域为113.4%NTSC,流明效率达49.4lm /W㊂关㊀键㊀词:钙钛矿量子点;绿色荧光粉;稳定性中图分类号:O482.31㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀DOI :10.37188/CJL.20210085Preparation and Luminescent Properties of CsPbBr 3/Si 3N 4CompositeXU Fan-fan 1,2,3,NIE Wen-dong 1,2,3,YAO Li-qin 1,2,3,HE Sheng-an 1,2,3,CHEN Guang 1,2,3,YE Xin-yu 1,2,3,4∗(1.Faculty of Materials ,Metallurgy and Chemistry ,Jiangxi University of Science and Technology ,Ganzhou 341000,China ;2.School of Rare Earth ,Jiangxi University of Science and Technology ,Ganzhou 341000,China ;3.Key Laboratory of Rare Earth Luminescence Materials and Devices of Jiangxi Province ,Ganzhou 341000,China ;4.China National Engineering Research Center for Ionic Rare Earth ,Ganzhou 341000,China )∗Corresponding Author ,E-mail :xinyye @Abstract :In recent years,the poor stability of perovskite quantum dots CsPb X 3(X =Cl,Br,I)has attracted extensive attention.In this paper,we synthesized stable CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphors at room temperature and applied to white light emitting diodes(WLEDs).The structure,morphology,element composition and luminescent properties of CsPbBr 3and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphors were in-vestigated by X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM),energy dispersive spectrometer(EDS),excitation and emission spectra(PL,PLE).The thermal stability,water andcolor stability of CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphor were obviously improved.The emission intensity of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor can maintain 87.4%of the initial emission intensity at 80ħ,and main-tain 75.5%of the initial emission intensity after being immersed in deionized water for 120min.The quantum efficiency of CsPbBr 3/Si 3N 4composite is increased from 15.4%of CsPbBr 3quantum830㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷dots powder to35.4%.By packing the CsPbBr3/Si3N4phosphor with K2SiF6ʒMn4+red phosphor and InGaN based blue LED chip,the color gamut of the WLED device is113.4%NTSC and the lu-minous efficiency is49.4lm/W.Key words:perovskite quantum dots;green phosphor;stability1㊀引㊀㊀言近年来,全无机钙钛矿量子点(Perovskite quantum dots,PQDs)由于量子效率高㊁色纯度高㊁半峰宽窄㊁发射光谱可调等优势[1-5]成为了研究的热点,已经成功地应用在发光二极管(LEDs)㊁太阳能电池㊁激光以及光电探测器等方面[6-10]㊂但是,目前全无机钙钛矿量子点本身还存在的一些问题阻碍了其应用的进一步发展㊂首先,由于本身固有的离子属性,导致其稳定性较差,在氧气㊁极性溶剂㊁光㊁热等恶劣环境中,量子点会分解进而导致荧光猝灭[11-14]㊂其次,量子点胶体溶液拥有很高的量子效率,但是粉末形式的量子点会发生严重的荧光猝灭行为[15-16],而实际应用中更倾向于荧光粉体的使用,因此,提高粉体的量子效率是很有必要的㊂将CsPb X3(X=Cl,Br,I)PQDs与稳定性高的材料结合制成复合材料是一种提高稳定性行之有效的方法㊂He等[17]报道了利用多孔氮化硼纳米纤维(BNNFs)作为载体保护CsPbBr3PQDs不受外界环境的影响,所制备的CsPbBr3/BNNF复合材料在空气环境中具有优异的光稳定性和长期贮存稳定性㊂此外,CsPbBr3/BNNF复合材料还表现氨响应行为,即在氨气中光致发光强度明显降低,在氮气中处理后光致发光恢复㊂有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3PbI3同样具有这样的氨响应行为,但是它的响应行为是不可逆的㊂而氨气处理3h后,CsPbBr3/BNNF仍可在氮气处理后恢复㊂Qiu等[18]采用一锅原位法在剥离的二维六方氮化硼(h-BN)纳米片上直接生长均匀的钙钛矿纳米晶㊂这种复合材料具有良好的导热性,并能及时散热,因此表现出优异的热稳定性,在120ħ时光致发光强度仍然可以保持初始发光强度的80%(约为纯钙钛矿纳米晶的6倍)㊂上面两种策略都使用传统的热注入法合成复合材料,且前处理要几小时,甚至30h,操作复杂,耗能耗时㊂Li等[19]首次利用h-BN纳米片在室温下通过简单的非均相成核-生长过程合成稳定的CsPbBr3 PQDs㊂由于二维纳米片比表面积大且存在丰富的介孔,因此立方CsPbBr3PQDs可以附着在h-BN纳米片表面㊂h-BN纳米片独特的二维结构和优异的导热性使h-BN/CsPbBr3PQDs纳米复合材料的湿度稳定性和热稳定性显著增强㊂这种方法由于是在室温下制备,不仅节能而且操作方便,但相比前面两种样品来说,热稳定性还不能让人十分满意㊂Yoon等合成了CsPbBr3/PSZ(聚硅氮烷)复合荧光粉,复合后量子点的表面缺陷被钝化,并形成一层阻挡层,保持高量子效率(PLQY)的同时提高了量子点的稳定性[20],但整个合成过程成本高且耗时㊂前期研究表明,氮化硅晶片可被用来做MAPb X3纳米片的载体应用在激光上[21],受此启发,本文尝试在室温下合成稳定的CsPbBr3/Si3N4复合粉体材料,探索CsPbBr3/Si3N4复合材料的发光性质㊁稳定性以及在白光LED上的应用㊂应用XRD㊁SEM㊁EDS㊁PL㊁PLE等技术手段对合成的CsPbBr3/Si3N4荧光粉的晶相㊁微观结构㊁形貌㊁光谱特性等进行了测试表征㊂结果表明,CsPbBr3/ Si3N4荧光粉具有优异的热稳定性和水稳定性,同时,CsPbBr3/Si3N4荧光粉的量子效率可由CsPb-Br3PQDs粉体的15.4%提高至35.4%㊂2㊀实㊀㊀验2.1㊀样品制备2.1.1㊀CsPbBr3PQDs粉末制备作为实验对比的CsPbBr3PQDs均为粉末状态㊂取0.384g乙酸铯(CH3COOCs)和0.758g 乙酸铅(Pb(CH3COO)2)溶解于5mL乙酸溶液中得到前驱体溶液Q㊂将20mL氯苯㊁1.5mL油酸㊁1mL油胺㊁0.1mL33%醋酸溴化氢溶液加入试管中搅拌,快速注入0.2mL上述前驱体溶液Q,搅拌约10s后离心,倒出上清液,沉淀用20mL 乙酸乙酯洗涤,40ħ真空下干燥8h后即得到了CsPbBr3PQDs粉末㊂㊀第6期徐范范,等:CsPbBr3/Si3N4复合材料制备及发光性能831㊀2.1.2㊀CsPbBr3/Si3N4荧光粉的制备将20mL氯苯㊁1.5mL油酸㊁1mL油胺㊁0.1mL33%醋酸溴化氢溶液㊁0.1g Si3N4加入试管中搅拌后加入0.2mL上述前驱体溶液Q,快速搅拌后离心,然后将沉淀在40ħ真空下干燥30min即得到了CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉㊂乙酸铅(AR)㊁乙酸(AR)购买自广东西陇科技有限公司,乙酸铯(99%)㊁氯苯(99%)㊁油酸(AR)㊁油胺(90%)㊁Si3N4(99.9%)购买自上海阿拉丁生化科技有限公司,33%醋酸溴化氢溶液购买自百灵威科技有限公司㊂2.2㊀样品表征采用荷兰PA Nalytical公司生产的X Pert Pro 型粉末X射线衍射仪对CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉进行X射线粉末衍射测试,其辐射源为Cu靶(Cu Kα,λ=0.154187nm)㊂FEI公司生产的配备有电子散射能谱仪的MLA650F型扫描电镜用于获得样品的形貌信息㊂样品的吸收光谱通过PERKINELMER公司生产的内置150mm直径积分球的Lambda950紫外分光光度计测得㊂样品的室温激发㊁发射光谱采用F-7000(日本日立公司)型荧光光谱仪测试㊂通过日本爱发科株式会社生产的PHI5000VersaProbeⅡ型号的X光电子能谱仪(XPS)获得XPS谱㊂通过EX-1000(杭州远方光电公司)型光谱仪获得变温光谱㊂采用日本SHIMADZU公司RAffinity-21型号的光谱仪获得红外光谱㊂采用配备积分球的爱丁堡FLS980获得荧光粉的量子效率㊂在爱丁堡FLS980荧光分光光度计上测定了荧光衰减曲线㊂3㊀结果与讨论3.1㊀CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉的结构与形貌图1给出了CsPbBr3PQDs㊁CsPbBr3/Si3N4复合材料的XRD谱图,从图中可以看出,复合前CsPbBr3PQDs粉末的XRD与JCPDS54-0752标准卡片相匹配,CsPbBr3/Si3N4复合材料中检测到CsPbBr3的最强衍射峰(30.4ʎ)㊂CsPbBr3/Si3N4荧光粉的主要衍射峰都与Si3N4(JCPDS No.41-0360)相吻合,说明已成功合成CsPbBr3/Si3N4复合材料㊂CsPbBr3PQDs衍射峰较弱的原因是复合材料中量子点的相对含量较少,这与文献中报道的其他纳米复合材料的结果类似㊂荧光粉的形貌会对其实际应用产生重要的影702兹/(°)Intensity/a.u.20103040506080JCPDS54鄄0752CsPbBr3CsPbBr3JCPDS41鄄0360Si3N4CsPbBr3/Si3N4图1㊀CsPbBr3/Si3N4复合材料的XRD图Fig.1㊀XRD pattern of CsPbBr3/Si3N4composite 响㊂图2(a)~(b)给出了CsPbBr3/Si3N4荧光粉的SEM图㊁TEM图,从图中可以看出CsPbBr3 PQDs附着在Si3N4上㊂图2(c)是CsPbBr3/Si3N4荧光粉的高分辨透射电镜(HRTEM),计算得出晶面间距为0.42nm,这与CsPbBr3PQDs的(110)晶面间距相匹配,表明制得的物质是CsPbBr3/ Si3N4荧光粉㊂图2(d)是CsPbBr3/Si3N4荧光粉的EDS能谱图,可以得出Cs㊁Pb㊁Br㊁Si及N的含量分别是0.09%㊁0.08%㊁0.26%㊁59.34%和40.24%,表明荧光粉中主体物质组成是Si3N4,而Cs㊁Pb㊁Br元素比例约为1ʒ1ʒ3,表明附着的物质是CsPb-Br3PQDs㊂500nm(d)50001000001500020000500006000040000300002000010000d=0.42nmCsPb Pb BrBrCsNSiEnergy/keVIntensity/(kcounts)图2㊀(a)~(c)CsPbBr3/Si3N4荧光粉的SEM㊁TEM㊁HR-TEM;(d)EDS能谱图㊂Fig.2㊀(a)-(c)SEM,TEM,HRTEM of CsPbBr3/Si3N4 phosphor.(d)EDS spectrum.3.2㊀CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉的光学性能图3(a)给出了加入不同量Si3N4制得的CsPbBr3/Si3N4的发射光谱,从图中可以看出,随着Si3N4加入量的增加,发光强度先上升后下降,在832㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷加入0.1g 时达到最大㊂图3(b)给出了CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉的吸收㊁光致发光光谱㊂从图中可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉在500nm处表现出带边吸收㊂在365nm 激发下,CsPbBr 3/575姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5505255004750.05g 0.1g 0.075g 0.15g(a )600姿/nmI n t e n s i t y /a .u .550500450400(c )350E RE SI SCsPbBr CsPbBr /Si N 600姿/nmI n t e n s i t y /a .u .550500(b )450CsPbBr CsPbBr /Si N Emission Absorption图3㊀(a)加入不同量的Si 3N 4制得的CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱;(b)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的吸收光谱(黑色虚线),365nm 波长激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱(红色实线);(c)CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉的量子效率图,插图:365nm 波长激发下CsPbBr 3与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的图片㊂Fig.3㊀(a)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphorsprepared by adding different amounts of Si 3N 4.(b)Absorption spectrum(black dotted line)and emis-sion spectrum (red solid line)of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor excited at 365nm.(c)Quantum efficiency of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor,inset:the picture of CsPbBr 3and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor excited at 365nm wavelength.Si 3N 4复合材料在513.4nm 处表现出最强发射,半峰宽约为20nm,这归因于CsPbBr 3PQDs 的带边发射㊂量子效率是评价发光材料的重要参数,在室温下我们用涂有硫酸钡的积分球测量了CsPb-Br 3/Si 3N 4绿色荧光粉的量子效率㊂图3(c)给出了CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉在450nm 激发下的量子效率测试结果,通常用ηint 表示量子效率,ηint 可通过公式(1)计算得出:ηint =ʏISʏE R-ʏES,(1)I S 代表CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射强度,E R 和E S 分别是积分球中有荧光粉和没有荧光粉时激发光的激发光谱㊂利用公式(1)计算得出在450nm 激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的量子效率为35.4%,相同的条件下CsPbBr 3PQDs 粉末的量子效率为15.4%㊂因此,利用Si 3N 4与CsPbBr 3PQDs 复合达到了提升CsPbBr 3PQDs 粉体量子效率的目的㊂插图是365nm 激发下,CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的图片,可以看出CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉有强烈的绿光发射㊂图4(a)中给出了CsPbBr 3PQDs 和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的XPS 谱,可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的XPS 谱中有Cs㊁Pb㊁Br㊁Si 及N 的特征峰,其中Cs㊁Pb㊁Br 的特征信号较弱的原因是CsPbBr 3PQDs 的相对含量较少,这与前面EDS 测试结果相符㊂同时,从图4(b)~(c)可以发现,CsPbBr 3/Si 3N 4中的Br 和Pb 的结合能都降低,表明量子点表面的缺陷被钝化[22-23]㊂365nm 激发下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的荧光衰减曲线及拟合曲线如图5(a)所示,通过公式(2)将衰减曲线拟合成双指数函数:I (t )=A 1e -tτ1+A 2e -tτ2,(2)A 1和A 2表示拟合常数,I (t )表示发光强度,τ1和τ2表示双指数分量的衰减时间,t 为时间㊂平均寿命τave 由下列公式计算得出:τave=A 1τ21+A 2τ22A 1τ1+A 2τ2,(3)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的平均发光寿命τave 为75.5ns㊂相比于CsPbBr 3PQDs 的平均发光寿命38.7ns,复合之后的荧光寿命更长,其原因可能是CsPbBr 3PQDs 的非辐射跃迁被限制㊂㊀第6期徐范范,等:CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能833㊀1200Binding energy /eVI n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4Cs 3dCs 3dN 1sSi 2p Pb 4fBr 3dBr 3dPb 4f1000800600400200(a )60Binding energy /eVI n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4(b )Br 3d626466687072747678130ν/cm -1I n t e n s i t y /a .u .CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 4(c )Pb 4f135140145150155图4㊀XPS 谱㊂(a)CsPbBr 3和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉;(b)Br 3d;(c)Pb 4f㊂Fig.4㊀XPS spectra of CsPbBr 3PQDs and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor(a),Br 3d(b)and Pb 4f(c).100400t /nsI n t e n s i t y /a .u .(a )子=75.5nsCsPbBr 3@Si 3N 4Fitting curve200030050060010002500ν/cm -1T r a n s m i t t a n c e /%(b )CsPbBr 3CsPbBr 3@Si 3N 41500200030004000Si —N —Si COO -C —H3500图5㊀(a)CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的衰减曲线及拟合曲线;(b)CsPbBr 3PQDs 和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的傅立叶红外变换光谱㊂Fig.5㊀(a)Decay curve and fitting curve of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.(b)Fourier transform spectrum of CsPbBr 3PQDs andCsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.图5(b)给出了CsPbBr 3PQDs 与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的傅里叶红外变换光谱㊂从CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉的红外光谱中可以看出,在826cm -1处有强烈的吸收峰,这归属于Si N Si 振动峰;同时在1448cm -1和2990cm -1处有强烈的吸收峰,分别是C H 和COO -的振动峰,这两个峰归属于CsPbBr 3PQDs 表面的油酸油胺配体,可以看做是CsPbBr 3PQDs 的特征吸收峰㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉中既有Si N 振动峰,又有CsPbBr 3PQDs 的特征吸收峰,进一步证明我们成功地合成了CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉㊂3.3㊀CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的稳定性测试一般来说,在WLEDs 照明应用中,由于In-GaN 基蓝色LED 芯片的工作温度可以达到100ħ以上,因此有必要对荧光粉的温度依赖性发光行为进行评估㊂而CsPbBr 3PQDs 粉末的热稳定性较差是一直存在的问题,有待解决㊂图6(a)给出了在365nm 激发下CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉在30~120ħ范围内的温度依赖性发射光谱,在整个升温过程中可以看到发射强度逐渐降低,发射带有略微红移,可能是加热导致量子点聚集㊁粒径变大的原因㊂插图给出了相同条件下CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉在30~120ħ温度范围内的归一化发射强度对比图㊂CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉都显示下降的趋势,只是CsPbBr 3PQDs 粉末下降的速率很快,80ħ时发光强度仅有初始发光强度的31.2%,而CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉80ħ仍有原发光强度的87.4%㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉具有良好的热稳定性㊂由于对水汽的极其敏感性,CsPbBr 3PQDs 的耐水性也是应用中的一个重要指标㊂因此,在实验中分别将0.1g CsPbBr 3PQDs 粉末和CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸于2.5mL 去离子水中进行浸水老化试验来评价CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的耐水性㊂从图6(b)可以发现,随着浸水时间从10min 增加到120min,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度逐渐降低,插图给出了CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的最强发射对比图及365nm834㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷450姿/nm I n t e n s i t y /a .u .5005506000.40.60.81.01.20.20I n t e n s i t y /a .u .20608010012030℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃110℃120℃T /℃40(a )450姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5005255750.40.60.81.01.20.20I n t e n s i t y /a .u .0200min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 120min10(b )47555030405060t /min450姿/nmI n t e n s i t y /a .u .5006000.50.60.81.01.10.4I n t e n s i t y /a .u .030d 1d 2d 3d 4d 5d 6d 7d1(c )5504578t /d0.90.30.762t /d姿/n m26(d )522520518514512510524516CsPbBr 3/Si 3N 420.4nm 20.18nm 514.6nm513.4nm10-15437821.521.022.020.520.019.519.018.518.0F W H M /n mt /d姿/n m26(e )53853653453052854053230.46nm 27.48nm529.8nm 10-15437830.530.031.029.529.028.528.027.527.0F W H M /n m526CsPbBr 3531.4nm-1图6㊀(a)30~120ħ范围内,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的变温光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比;(b)不同浸水时间下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPb-Br 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比及365nm 波长激发下,CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸水10min 后的图片;(c)不同恒温恒湿时间下(50ħ,85%),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发射光谱,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉归一化的发射强度对比及365nm 波长激发下CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉7d 后的图片;不同恒温恒湿时间下(50ħ,85%),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉(d)㊁CsPbBr 3PQDs 粉末(e)的半峰宽及最强发射波长的变化㊂Fig.6㊀(a)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor in the range of 30-120ħ.Inset:the normalized emission intensitiesof CsPbBr 3PQDS powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor.(b)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor under different immersion time.Inset:the normalized emission intensities of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor and the photograph of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor after soaking in water for 10min under excitation at 365nm wavelength.(c)Emission spectra of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor under different time at 50ħand humidity of85%.Inset:the normalized emission intensities of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor and the photo-graph of CsPbBr 3PQDs powder and CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor after 7d under excitation at 365nm wavelength.The change of FWHM and strongest emission wavelength of CsPbBr 3/Si 3N 4phosphor(d),CsPbBr 3PQDs powder(e)under different time at 50ħand humidity of 85%.激发下的发光图片㊂CsPbBr 3PQDs 粉末随浸泡时间的增加,发光强度急剧下降,当浸泡时间为20min 时,发光强度下降为初始发光强度的8%,基本不发光;而CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉浸泡120min 后,发光强度仍有初始发光强度的75.5%㊂从发光图片可以看出,CsPbBr 3PQDs 粉末表现出微弱的发光,而CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉绿光发射强㊂上述现象表明,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉对CsPbBr 3PQDs 的耐湿性得到了显著的改善㊂水接触角测试表明,CsPbBr 3PQDs 粉末的水接触角为64.70ʎ,CsPbBr 3/Si 3N 4的水接触角为100.60ʎ,表明复合后CsPbBr 3/Si 3N 4表面具有较强的疏水性,因此水稳定性更好㊂表1给出了不同材料修饰CsPbBr 3的热稳定性㊁水稳定性对比,从表中可以看出,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉表现出优异的水稳定性及在高温处优异的热稳定性㊂为进一步验证CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的稳定性,将CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉分别置于温度50ħ㊁湿度85%的恒温恒湿箱中进行老化实验,图6(c)分别给出了CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉发光强度依赖时间的发光行为㊂随着时间的延长(1~7d),CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉发光强度表现出下降趋势,插图为CsPbBr 3PQDs 粉末与CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉最强发射对比图及㊀第6期徐范范,等:CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能835㊀365nm 激发下发光的照片,相对来说CsPbBr 3PQDs 粉末下降更快㊂老化7d 之后,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的发光强度仍有初始发光强度的77.7%,而CsPbBr 3PQDs 粉末的发光强度为原发光强度的33.9%㊂从发光照片也可以看出,7d 后CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉表现出更强的绿光发射㊂图6(d)是不同恒温恒湿时间下,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的半峰宽及最强发射波长的变化图,可以表1㊀不同材料修饰CsPbBr 3的热稳定性、水稳定性对比Tab.1㊀Comparison of thermal stability and water stability ofCsPbBr 3modified with different materials修饰㊀热稳定性水稳定性CsPbBr 3@NH 4Br 80ħ40%1h:60%CsPbBr 3/SiO 275ħ60%CsPbBr 3-SDDA /PMMA 100ħ65%在水中稳定10minCsPb X 3@h-BN 120ħ80% CsPbBr 3QDs /BNNS 100ħ50%h-BN /CsPbBr 3100ħ20%室温㊁湿度80%:110h:72%本论文100ħ65%湿度:85%,温度50ħ:168h:78%,水中2h:78%看出CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料老化过程中半峰宽和最强发射几乎没变化,半峰宽最大与最小之间仅差0.22nm,最强发射变化仅1.2nm㊂图6(e)是CsPbBr 3PQDs 粉末的半峰宽及最强发射变化图,半峰宽变化了3nm,最强发射偏移了1.6nm㊂因此,CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉具有较好的色稳定性㊂3.4㊀添加CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的WLED 的电致发光特性为研究CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉的实际应用前景,将获得的CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉㊁K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉和蓝色InGaN 芯片(~450nm)组合在一起制得了WLED㊂在20mA 电流驱动下,WLED 的电致发光(EL )光谱㊁封装好的WLED 实物及相应的发光照片如图7(a)所示㊂从电致发光光谱中可以看到CsPbBr 3/Si 3N 4的绿光发射峰,这与图3(b)的发射光谱一致,表明作为绿色荧光粉的CsPbBr 3/Si 3N 4可以被蓝光芯片有效地激发,器件流明效率为49.4lm /W㊂使用CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料的流明效率比使用CsPb-Br 3@聚苯乙烯㊁CsPbBr 3@介孔二氧化硅㊁CsPbBr 3@二氧化硅球及Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3@Ta 2O 5复合材料的流明效率要高[24-27],但比Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3㊁650姿/nmE L i n t e n s i t y /a .u .(a )700600550500450400Blue chipKSF ∶Mn 4+CsPbBr 3@Si 3N 45205400.5xy5605806006207003804704804900.104600.100.20.30.40.60.70.80.20.3NTSC This work0.40.50.60.70.80.9500姿/nmI n t e n s i t y /a .u .(c )7006005004001.00.80.60.40.2020mA 60mA 120mA 180mA 240mA 300mA(b )图7㊀(a)由CsPbBr 3/Si 3N 4绿色荧光粉㊁K 2SiF 6ʒMn 4+红色荧光粉和蓝色InGaN 芯片制得的WLED 的电致发光光谱和实物图,插图是WLED 不工作时(左图)和20mA 电流下工作时的图片(右图);(b)制得的WLED 对应CIE 坐标图;(c)不同驱动电流下(20~300mA)WLED 的电致发光光谱㊂Fig.7㊀(a)EL spectrum of WLED made of CsPbBr 3/Si 3N 4green phosphor,K 2SiF 6ʒMn 4+red phosphor and blue InGaN chip.Inset:the picture of WLED(left figure)and working at 20mA current(right figure).(b)Corresponding CIE coordinatesof WLED.(c)EL spectra of WLED under different driving currents(20-300mA).烷基磷酸酯处理CsPbBr 3的低[15,28]㊂与胶态量子点相比,粉体材料的流明效率降低的原因主要是CsPbBr 3/Si 3N 4荧光粉中的量子点发生聚集,以及部分光可能被Si 3N 4吸收所导致的㊂图7(b)给出了该WLED 的CIE 坐标图,从图中可以得出制得的WLED 色域达到113.4%NTSC,说明其具有广色域的优势㊂图7(c)给出了在不同驱动电流下该WLED 的EL 光谱,可以看出,当驱动电流从20mA 增加至120mA 时,绿光发射仍保持不变㊂当驱动电流增加至180mA836㊀发㊀㊀光㊀㊀学㊀㊀报第42卷时,绿光发射有略微下降,进一步表明CsPbBr3/ Si3N4绿色荧光粉有较好的稳定性㊂4㊀结㊀㊀论本文成功合成了稳定的CsPbBr3/Si3N4绿色荧光粉,实验过程操作简单,室温下一步即可完成㊂CsPbBr3/Si3N4荧光粉最强发射峰位于513.4 nm处,半峰宽较窄,约为20nm㊂CsPbBr3PQDs 粉末与CsPbBr3/Si3N4荧光粉的对比实验表明, CsPbBr3/Si3N4荧光粉表现出优异的热稳定性㊁水稳定性及色稳定性㊂变温光谱结果表明,80ħ时CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度能保持初始发光强度的87.4%;在去离子水中浸没120min后, CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度仍保持初始发光强度的75.5%㊂温度85ħ㊁湿度85%的恒温恒湿条件下,7d后CsPbBr3/Si3N4荧光粉的发光强度仍能保持原发光强度的77.7%,并且半峰宽及最强发射波长几乎没发生改变,进一步证明CsPbBr3/Si3N4荧光粉具有优异的稳定性㊂在450 nm波长激发下,CsPbBr3/Si3N4荧光粉量子效率提高至35.4%㊂电致发光结果表明,CsPbBr3/ Si3N4绿色荧光粉与KSFʒMn4+㊁蓝光芯片封装制得的WLED色域为113.4%NTSC,流明效率为49.4lm/W㊂本文专家审稿意见及作者回复内容的下载地址: /thesisDetails#10.37188/ CJL.20210085.参㊀考㊀文㊀献:[1]PROTESESCU L,YAKUNIN S,BODNARCHUK M I,et al..Nanocrystals of cesium lead halide perovskites(CsPb X3,X=Cl,Br,and I):novel optoelectronic materials showing bright emission with wide color gamut[J].Nano Lett.,2015,15(6):3692-3696.[2]王巍,李一,宁平凡,等.广色域钙钛矿量子点/荧光粉转换白光LED[J].发光学报,2018,39(5):627-632.WANG W,LI Y,NING P F,et al..Perovskite quantum dot/powder phosphor converted white light LEDs with wide color gamut[J].Chin.J.Lumin.,2018,39(5):627-632.(in Chinese)[3]JI W Y,LIU S H,ZHANG H,et al..Ultrasonic spray processed,highly efficient all-inorganic quantum-dot light-emittingdiodes[J].ACS Photonics,2017,4(5):1271-1278.[4]SONG J Z,LI J H,LI X M,et al..Quantum dot light-emitting diodes based on inorganic perovskite cesium lead halides(CsPb X3)[J].Adv.Mater.,2015,27(44):7162-7167.[5]MALI S S,SHIM C S,HONG C K.Highly stable and efficient solid-state solar cells based on methylammonium lead bro-mide(CH3NH3PbBr3)perovskite quantum dots[J].NPG Asia Mater.,2015,7(8):e208-1-9.[6]TRAVIS W,GLOVER E N K,BRONSTEIN H,et al..On the application of the tolerance factor to inorganic and hybridhalide perovskites:a revised system[J].Chem.Sci.,2016,7(7):4548-4556.[7]郭洁,陆敏,孙思琪,等.基于CsPbBr3钙钛矿量子点的高柔性绿光发光二极管[J].发光学报,2020,41(3):233-240.GUO J,LU M,SUN S Q,et al..Highly flexible green light-emitting diode based on CsPbBr3perovskite quantum 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quantum dots for optoelectronic applica-㊀第6期徐范范,等:CsPbBr 3/Si 3N 4复合材料制备及发光性能837㊀tion [J].Sci.China Mater .,2016,59(9):719-727.[14]MALGRAS V,HENZIE J,TAKEI T,et al ..Stable blue luminescent CsPbBr 3perovskite nanocrystals confined in meso-porous thin films [J].Angew.Chem.Int.Ed .,2018,57(29):8881-8885.[15]XUAN T T,YANG X F,LOU S Q,et al ..Highly stable CsPbBr 3quantum dots coated with alkyl phosphate for white light-emitting diodes [J].Nanoscale ,2017,9(40):15286-15290.[16]CUI J,XU F F,DONG Q,et al ..Facile,low-cost,and large-scale synthesis of CsPbBr 3nanorods at room-temperature with 86%photoluminescence quantum yield [J].Mater.Res.Bull .,2020,124:110731-1-6.[17]HE X,YU C,YU M M,et al ..Synthesis of perovskite CsPbBr 3quantum dots /porous boron nitride nanofiber composites with improved stability and their reversible optical response to ammonia [J].Inorg.Chem.,2020,59(2):1234-1241.[18]QIU L,HAO J R,FENG Y X,et al ..One-pot in situ synthesis of CsPb X 3@h-BN (X =Cl,Br,I)nanosheet composites with superior thermal stability for white LEDs [J].J.Mater.Chem.C,2019,7(14):4038-4042.[19]LI Y,DONG L B,CHEN N,et al ..Room-temperature synthesis of two-dimensional hexagonal boron nitride nanosheet-sta-bilized CsPbBr 3perovskite quantum dots [J].ACS Appl.Mater.Interfaces ,2019,11(8):8242-8249.[20]YOON H C,LEE S,SONG J K,et al ..Efficient and stable CsPbBr 3quantum-dot powders passivated and encapsulated with a mixed silicon nitride and silicon oxide inorganic polymer matrix [J].ACS Appl.Mater.Interfaces ,2018,10(14):11756-11767.[21]HUANG C,SUN W Z,LIU S,et al ..Highly controllable lasing actions in lead halide perovskite-Si 3N 4hybrid micro-resona-tors [J].Laser Photon.Rev .,2019,13(3):1800189-1-11.[22]ZHOU G J,XU Y,XIA Z G.Perovskite multiple quantum wells on layered materials toward narrow-band green emission for backlight display applications [J].ACS Appl.Mater.Interfaces ,2020,12(24):27386-27393.[23]LI F,LIU Y,WANG H L,et al ..Postsynthetic surface trap removal of CsPb X 3(X =Cl,Br,or I)quantum dots via a Zn X 2/hexane solution toward an enhanced luminescence quantum yield [J].Chem.Mater.,2018,30(23):8546-8554.[24]SHAO H,BAI X,PAN G C,et al ..Highly efficient and stable blue-emitting CsPbBr 3@SiO 2nanospheres through low tem-perature synthesis for nanoprinting and WLED [J].Nanotechnology ,2018,29(28):285706.[25]CAI Y T,WANG L,ZHOU T L,et al ..Improved stability of CsPbBr 3perovskite quantum dots achieved by suppressing in-terligand proton transfer and applying a polystyrene coating [J].Nanoscale ,2018,10(45):21441-21450.[26]ZHANG M L,LI Y,DU K M,et al ..One-step conversion of CsPbBr 3into Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3@Ta 2O 5core-shell microcrys-tals with enhanced stability and photoluminescence [J].J.Mater.Chem .C,2021,9(4):1228-1234.[27]DI X X,SHEN L D,JIANG J T,et al ..Efficient white LEDs with bright green-emitting CsPbBr 3perovskite nanocrystal in mesoporous silica nanoparticles [J].J.Alloys Compd.,2017,729:526-532.[28]HUANG S X,YANG S,WANG Q,et al ..Cs 4PbBr 6/CsPbBr 3perovskite composites for WLEDs:pure white,high luminousefficiency and tunable color temperature [J].RSC Adv.,2019,9(72):42430-42437.徐范范(1996-),女,山西长治人,硕士研究生,2018年于运城学院获得学士学位,主要从事全无机钙钛矿量子点CsPbBr 3的合成及稳定性提升的研究㊂E-mail:1522638328@qq.com叶信宇(1980-),男,安徽桐城人,博士,教授,博士研究生导师,2008年于北京有色研究总院获得博士学位,主要从事稀土发光材料及相图热力学计算相关的研究㊂E-mail:xinyye@青年编委介绍:叶信宇,教授/博士研究生导师,主要从事稀土发光材料及相图热力学计算相关工作㊂近年来,主持了国家自然科学基金㊁863课题子项㊁国家工信部项目等在内的纵横向课题30余项,以一作或通讯作者在ACS AMI ,J.Mater.Chem .C,J.Euro.Ceram.So .,Ceram.Inter .等国际权威刊物上发表SCI 论文49篇,其中J.Mater.Chem.C,Dalton Trans.J.Am.Ceram.Soc .封面论文3篇㊂已出版‘稀土元素化学“研究生教材一部;授权国家专利11项㊂相关研究获得 江西省科学技术进步二等奖 ㊁ 中国有色金属工业科学技术二等奖 等奖项㊂入选江西省百千万工程人才㊁青年井冈学者,并获江西省杰出青年人才资助计划支持㊂。

新型晶体光学材料LiNbO3中的光带隙研究

新型晶体光学材料LiNbO3中的光带隙研究

新型晶体光学材料LiNbO3中的光带隙研究光学材料是一类具有光学性质的材料。

它们可以通过吸收、反射、透射、放射等多种方式来与光互动。

LiNbO3(锂钽酸铌)是一种新型晶体光学材料,具有极好的光学和电学性质。

在这篇文章中,我们将会讨论LiNbO3的特性和研究进展,特别关注其光带隙的研究。

一、锂钽酸铌的基本特性LiNbO3是一种经常被使用的晶体材料,它具有较高的光学信噪比,高的非线性光学系数和电光学系数,以及优异的热稳定性。

这使得它在光学通信、光存储、光学换能器等领域得到了广泛的应用。

二、光带隙的概念为了理解锂钽酸铌的光学性质,我们需要从光带隙开始。

光带隙是材料带隙中对于光电子传导和电子波动有限的贡献。

它是指材料带隙范围内的能量范围,在此范围内,材料不能吸收或发射光子。

因此,这被称为“禁带”。

三、锂钽酸铌的光带隙特性锂钽酸铌的光带隙与其结构密切相关。

它是一种难以近似铁电的晶体,具有非线性光学性质,还可以被用于制作非线性光学设备。

此外,锂钽酸铌的光信号和电信号的响应速度也非常快。

近年来,随着纳米技术的发展,大量的锂钽酸铌纳米材料也被制备出来。

这些纳米材料具有更好的光学和电学性质,更适合用于光学器件的制造。

四、锂钽酸铌在光电技术中的应用通过对锂钽酸铌的研究,科学家们已经发现这种材料在光电技术中有多种应用。

例如,在光通信领域,锂钽酸铌被用于制造可调谐微波光源。

这种光源的频率可以通过调整波导长度来调整,而不需要使用频率合成器。

另外,锂钽酸铌还被用于制造光学插入器和可调谐滤波器。

光学插入器可以实现光纤通信网络中的光电转换,而可调谐滤波器可以调整特定波长的光线,以进行光谱分析和光子设备。

五、结论总之,锂钽酸铌是一种重要的晶体光学材料,具有良好的光学和电学性质。

通过对其光带隙的研究,可以更好地理解其光学性质,并应用于光电技术中。

未来,我们相信锂钽酸铌的研究将继续取得新的突破,为光电技术的发展贡献力量。

金属离子Bi 3+ 掺杂Lu 1- x O 3 : x %Ho 3+ 荧光粉的发光性能

金属离子Bi 3+ 掺杂Lu 1- x O 3 : x %Ho 3+ 荧光粉的发光性能

金属离子Bi3+掺杂Lu1-x O3: x%Ho3+荧光粉的发光性能赵海琴 王林香 庹娟 叶颖Luminescence properties of Bi3+ doped Lu1-x O3: x%Ho3+ metal ion phosphorsZHAO Hai-qin, WANG Lin-xiang, TUO Juan, YE Ying引用本文:赵海琴,王林香,庹娟,叶颖. 金属离子Bi3+掺杂Lu1-x O3: x%Ho3+荧光粉的发光性能[J]. 中国光学, 2021, 14(3): 528-535. doi: 10.37188/CO.2019-0222ZHAO Hai-qin, WANG Lin-xiang, TUO Juan, YE Ying. Luminescence properties of Bi3+ doped Lu1-x O3: x%Ho3+ metal ionphosphors[J]. Chinese Optics, 2021, 14(3): 528-535. doi: 10.37188/CO.2019-0222在线阅读 View online: https:///10.37188/CO.2019-0222您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested inLi+, Zn2+, Mg2+掺杂Lu2O3:Er3+荧光粉的制备及发光特性Preparation and luminescence properties of Li+, Zn2+, Mg2+ doped Lu2O3: Er3+ phosphors中国光学. 2019, 12(1): 112 https:///10.3788/CO.20191201.0112Li+、Na+共掺(Y x Gd y Lu1-x-y)2O3:0.5%Pr3+荧光粉的制备及发光特性研究Preparation and luminescence properties of Li+, Na+ co-doped (Y x Gd y Lu1-x-y)2O3: 0.5%Pr3+ phosphors 中国光学. 2019, 12(6): 1279 https:///10.3788/CO.20191206.1279半主动激光制导能量传输与模拟技术Semi-active laser-guided energy transmission and simulation technology中国光学. 2019, 12(2): 256 https:///10.3788/CO.20191202.0256高灵敏度下转换光学测温材料:NaGd(WO4)2:Yb3+/Er3+Highly sensitive down-conversion optical temperature-measurement material: NaGd(WO4)2: Yb3+/Er3+中国光学. 2019, 12(3): 596 https:///10.3788/CO.20191203.0596Na5[B2P3O13]晶体的紫外-远红外光谱分析Analysis of ultraviolet-far-infrared spectra of Na5[B2P3O13] crystal中国光学. 2019, 12(5): 1118 https:///10.3788/CO.20191205.1118锰离子掺杂纯无机钙钛矿纳米晶及应用Mn2+-doped CsPbX3 (X=Cl, Br and I) perovskite nanocrystals and their applications中国光学. 2019, 12(5): 933 https:///10.3788/CO.20191205.0933文章编号 2095-1531(2021)03-0528-08金属离子Bi 3+掺杂Lu 1-x O 3: x %Ho 3+荧光粉的发光性能赵海琴1,2,3,王林香1,2,3 *,庹 娟1,2,3,叶 颖1,2,3(1. 新疆师范大学 物理与电子工程学院,新疆 乌鲁木齐 830054;2. 新疆师范大学 矿物发光及其微结构重点实验室,新疆 乌鲁木齐 830054;3. 新疆师范大学 新型光源与微纳米光学实验室,新疆 乌鲁木齐 830054)摘要:采用高温固相法制备了金属离子Bi 3+掺杂Lu 1-x O 3: x %Ho 3+系列荧光粉,研究了不同浓度Bi 3+掺杂Lu 1-x O 3:x %Ho 3+荧光粉的晶体结构、Lu 2O 3基质中Bi 3+→Ho 3+的能量传递规律及合成粉体的发光性质。

Zn:Er:LiNbO_3晶体的生长及其上转换发光性能(精)

Zn:Er:LiNbO_3晶体的生长及其上转换发光性能(精)

Zn:Er:LiNbO_3晶体的生长及其上转换发光性能本研究采用提拉法生长了无宏观缺陷、光学均匀性较好的具有不同掺Zn(3、6和7mol%)及掺Er(1.5和3mol%)量组合的Zn:Er:LiNbO3单晶。

研究了最佳生长工艺参数。

测试了Zn:Er:LiNbO3晶体的紫外-可见吸收光谱,红外透射光谱,上转换稳态发射谱,上转换时间分辨谱,上转换功率曲线及抗光致散射能力。

通过紫外-可见吸收光谱和红外吸收光谱的测试研究了Zn:Er:LiNbO3晶体的缺陷结构及Zn2+和Er 3+的占位情况,确定了Zn 2+在Zn:Er:LiNbO3晶体中的阈值浓度。

研究结果表明,Zn2+在Zn:Er:LiNbO3晶体中的阈值浓度为6mol%。

当掺杂浓度小于阈值浓度时,Zn2+是以取代反位铌缺陷的形式进入晶体的,当掺杂浓度大于阈值浓度时,Zn2+开始进入正常晶格的Li位和Nb位,形成Zn Li + -Zn Nb 3-缺陷基团。

而Er 3+则是以取代正常格位的Li +和Nb5+的方式进入晶体,形成铒离子团位束Er Li 2+ -Er Nb2-。

研究了Zn 2+和Er 3+的掺杂量对于Zn:Er:LiNbO3晶体绿光波段上转换性能的影响。

研究表明,Zn2+和Er 3+掺杂浓度的提高,都使得Zn:Er:LiNbO3的上转换发光强度得到增强。

通过对绿光上转换功率曲线的分析,首次发现当Zn2+的掺杂浓度达到阈值浓度时,绿光上转换机制由双光子过程转换为光子雪崩过程。

研究了Zn:Er:LiNbO3晶体的抗光损伤性能,分析了Zn2+掺杂浓度对晶体抗光损伤性能的影响,结果表明Zn2+掺杂浓度的提高使晶体抗光损伤性能增强,当Zn的掺杂浓度达到阈值浓度时,晶体的抗光损伤能力提高四倍以上,这对于晶体的上转换发光是有利的。

研究表明,Zn(7mol%):Er(3mol%):LiNbO3是本系列晶体中上转换发光性能最为优良的。

同主题文章[1].彭桂芳,洪广言,贾庆新,李有谟. 红外变可见上转换材料薄膜' [J]. 中国激光. 1994.(01)[2].刘建军,张万林,张光寅. 掺镁、铁铌酸锂晶体缺陷结构的变化模型' [J]. 科学通报. 1996.(11)[3].刘建军,张万林,张光寅. 掺镁铌酸锂晶体的缺陷结构及其结晶化学分析' [J]. 物理学报. 1996.(11)[4].张雁行,华王祥,谭浩然. 铌酸锂晶体组分的精确测量' [J]. 人工晶体学报. 1997.(Z1)[5].冯锡淇,应继锋,王锦昌,刘建成. OH~-吸收带作为铌酸锂晶体缺陷结构的探针' [J]. 物理学报. 1988.(12)[6].张洪喜,贾晓琳,强亮生,徐崇泉,徐玉恒. 铌酸锂晶体的热膨胀' [J]. 压电与声光. 1991.(06)[7].孙尚文,李铭华,徐玉恒,赵超趣. Zn∶Nd∶LiNbO_3晶体的生长及其抗光折变效应' [J]. 人工晶体学报. 1997.(01)[8].张洪喜,徐崇泉,强亮生,贾晓琳. 铌酸锂晶体中Ce~(3+)→Eu~(3+)能量传递' [J]. 科学通报. 1992.(08)[9].贾炜. 一种新型红外上转换材料' [J]. 光子学报. 1993.(01)[10].赵启鹏,陈淑芬. 大尺寸a轴光学LiNbO3晶体的解理开裂' [J]. 人工晶体学报. 1997.(Z1)【关键词相关文档搜索】:化学工程与技术; 铌酸锂晶体; 铒掺杂; 缺陷结构; 上转换; 抗光损伤【作者相关信息搜索】:哈尔滨工业大学;化学工程与技术;王锐;王佳;。

CsPbX3钙钛矿纳米棒的制备与其偏振发光现象的研究

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钙钛矿纳米片
受到石墨烯等层状材料的鼓舞,二维半导体纳米材料一直是纳米材料科学的重要前沿。钙钛矿的正八面体结构的堆积方式决定了钙钛矿材料很容易实现二维结构。二维钙钛矿纳米片通过近几年发展其荧光量子产率可以超过80%,较高的荧光量子产率以及结构的柔韧性使二维钙钛矿材料在发光器件中拥有广阔的前景。金属卤素钙钛矿材料具有优异的光学性能,然而钙钛矿本体材料发光效率非常低,并不能满足电致发光、激光等应用需求。与块体材料相比,钙钛矿纳米材料具有更高的量子产率,窄的半峰宽,以及宽的光谱调控范围,已经在未来光电技术应用中展现出很大的潜力。与普通的零维纳米晶相比,纳米片提供了二维的激子发光特征,除具有高的量子产率、窄的半峰宽以及偏振发光特性[17],还可以通过调控二维钙钛矿材料的层数[18]和组分[19]可以实现钙钛矿发光波长一定范围的调节。
受最近有关Cs4PbBr6纳米多面体与CsPbBr3纳米立方体之间化学转变的研究的启发,在配体调控的作用下,我们利用水-油界面化学转化,合成了一种高发光、长度与分布均匀的立方相CsPbBr3 纳米棒(NRs)结构。合成的NRs的荧光寿命与NCs相似,且可获得高达55%的光致发光(PL)量子效率,偏振度可达0.36。而且我们可以通过卤素阴离子交换反应调整NRs,使其在整个可见光谱光致发光。我们还研究了NRs的形成机理,发现氢溴酸(HBr)在NRs的形成中起着重要的作用。除了在NCs合成中作为Br的来源之外,HBr还用作化学转化中的反阳离子以调节油酸的浓度,从而控制NCs的聚合,最后调整NRs的长度。最新钙钛矿胶体可以合成出尺寸和形状可控的高质量半导体纳米晶(NCs)。[1]与胶体纳米球相比,一维纳米棒(NRs)具有更多的光子吸收截面[2]、永久性的强电偶极子[3]、增强的光电效率[4]、独特的电磁流变性质[5]以及偏振光吸收和发射[6]这些特性。所有这些特性使半导体纳米棒在光伏器件、发光二极管、光电探测器和激光器等应用中成为主流。例如,金属硫族化物纳米棒可作为偏振光源用于液晶显示器(LCD)背光照明中以增强光学效率[7]。然而合成工艺复杂、制备成本高、批量合成重复性差这些缺陷,限制了NRs在显示器中的应用[8]。因此,从基础研究和实际应用这两个方面而言,非常需要易于合成、高发光和低成本的半导体纳米棒。

掺Sn的CaTiO_3:Pr~(3+)红色发光材料发光性能

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21年2期 01 月 第6 第2 卷
中 国科 技 论 文 在 线
S E CE AP R ONLNE CIN P E I
、1 o ,.N . 06 2
F b2 e .01 l
掺 S n的 C TO :r 红色发 光材料发 光性 能 ai3 3 P+
唐棉棉 ,王旭 升 ,姚
摘பைடு நூலகம்

s e ta Th x i to e k i t 31n a h m iso e k i t61 m o r s o d n o te s e ta rnsto p cr . ee ct i np a sa m ndt ee s in p a a 3n c re p n i gt p cr l a iin a 3 s h t
Lu i e c n p o e t s m n s e t r p ri we e t d e b e ct t n p cr , e iso s e ta n r fe t s e ta e r su i d y x i i s e ta ao m si n p c r a d e ci l ve p cr w i a t h l o e c nc p cr p o o tr Th e u t ho t a h r a b n e k r n b t h x i i n a d e s i n fu r s e e s e to h t m ee . er s lss w h tt eb o d a d p a sa e i o h t e e ctto n m iso a
系列红色发光材料。采用x射线衍射9 D 和扫描电镜(E 等对其物相、微观结构进行了测试分析研究。X D W,) S M) R 分析 表明, 用高温固相法合成的样 品为正交晶系结构。用扫描电镜观测到粉体呈类球形 , 粒径为 2 m左右。采用荧光谱仪 测试了材料的激发光谱、发射光谱和反射光谱特性。光谱分析结果表 明:所制备的发光粉体其激发和发射光谱均为宽 带发射.激发‰ = 3 m,发射峰 = 1 n, 3 1n 63 nl 对应于P 的 2 H 特征发射。研 究了S 0 D 一 4 n 2的不 同掺杂量对 C TO3 红色发光材料发光性能的影响。 - . 5时, ai : P  ̄x 0 0 0 在氧气氛下 1 0 0℃高温烧结 4 所得掺S 0C TO :r样 品 4 h n a i3 j 9 P

LiBaPO_4∶Eu~(3+)材料的制备及发光特性

LiBaPO_4∶Eu~(3+)材料的制备及发光特性
差, 而添加 红 色补 偿 荧 光 粉 可 在一 定 程 度 上 解 决 该 问题 。另 外 , 随着 紫 外 一 紫 外 芯 片 的 发 展 , 近 紫外 一 紫 外 ( 5 4 0 n 芯 片激 发 红 、 和 蓝 近 3 0~ 1 m) 绿 三基 色 或 单基 质 全 色 荧 光 粉 型 白光 L D获 得 了 E 关注 , 类 荧 光 粉 亦 成 为 研 究 热 点 , , u 、 该 如 E¨
( / ) iC 3 1一 B C 3 H H2 O + 1 2 L2 O +( ) a O +N 4 P 4 ( / ) u O IB l P 4x u , x 2 E 2 3 J a一 O : E ” i () I
成分 的缺 乏 , 得 该 白光 L D 的 色 彩 还 原 性 较 使 E
摘要 : 采用高温固相法制备了 L aO : u i P E 红色发光材料, B 研究了 E “掺杂浓度、 u 电荷补偿剂等对材料发
光性质的影响。结果显示 , 4 1n 在 0 m近紫外光激发下 , 材料呈多峰发 射 , 分别 由 E ” 的 o F ( 0, , , D 一 J J= 1 2
第3 卷 第7 2 期
发 光 学 报
CH I NES J URNAL OF LUM I E O NES CENCE
Vo_ 2 N . l3 o7 J l ,2 1 u y 01
文 章 编 号 :10 —02 2 1 )70 6 -5 0 07 3 (0 0 -6 5 1 0
T ” 、 u +C “ 和 E “/ “ 等 激 活 的 硅 酸 盐 、 b E / e u Mn
称 量 上 述原 料 , 原 料 在 玛瑙 研 钵 中研 磨 、 将 混匀 ,
放 人 刚玉坩 埚 , 于马弗 炉 中 , 置 通过 高温 固相 反应 方 式 , 9 0℃烧 结 3h 制 得 LB P E ¨材料 。 于 0 , ia O : u

LiNb(Ta)O3_Pr3+不同形态材料的发光性能优化及在应力检测中的应用研究

LiNb(Ta)O3_Pr3+不同形态材料的发光性能优化及在应力检测中的应用研究

LiNb(Ta)O3_Pr3+不同形态材料的发光性能优化及在应力检测中的应用研究LiNb(Ta)O3:Pr3+不同形态材料的发光性能优化及在应力检测中的应用研究摘要:近年来,随着光学材料的广泛应用,对于光学材料的性能优化和应用研究越来越受到关注。

本研究以LiNb(Ta)O3:Pr3+材料为对象,通过对不同形态的材料的制备和发光性能分析,探讨了材料的光学性能与应力检测的关系,并论证了其在应力检测领域的潜力。

关键词:LiNb(Ta)O3:Pr3+材料,形态,发光性能,应力检测1. 引言光学材料在现代科学技术中发挥着重要作用,在光通信、光学存储、光学传感等领域有着广泛的应用。

而对于光学材料的性能优化和应用研究则是实现相关技术的关键。

近年来,人们对于光学材料的发光性能和应力检测的研究逐渐增加,尤其是针对不同形态材料的性能分析。

本研究选取了LiNb(Ta)O3:Pr3+材料为研究对象,通过对其不同形态材料的制备和发光性能分析,探讨了材料的优化及在应力检测中的应用。

2. 实验方法和过程2.1 材料制备本实验从商店购买LiNb(Ta)O3:Pr3+材料,通过不同的加工方法制备出不同形态的材料样本。

其中,包括晶体、薄膜和粉末形态。

2.2 发光性能测试采用光谱仪对不同形态的LiNb(Ta)O3:Pr3+材料进行发光性能测试,观察其发射光谱的峰值、光强和发射寿命等参数。

3. 实验结果与分析3.1 材料的形态特征通过SEM观察不同形态的LiNb(Ta)O3:Pr3+材料的形态特征发现,晶体样本呈现出规则的晶面结构,薄膜样本呈现出平整的表面结构,而粉末样本则具有较为均匀的颗粒形态。

3.2 发光性能分析通过光谱仪测试发现,LiNb(Ta)O3:Pr3+材料在不同形态下的发光峰值略有差异,晶体样本表现出较宽的发射峰,薄膜样本则表现出较窄的峰,而粉末样本的峰值处于两者之间。

同时,晶体样本的发光强度较高,而薄膜样本较低。

发射寿命方面,晶体样本的发射寿命较长,而薄膜和粉末样本的发射寿命较短。

稀土离子激活的Ba_3Y(PO_4)_3荧光材料的制备及发光特性

稀土离子激活的Ba_3Y(PO_4)_3荧光材料的制备及发光特性

稀土离子激活的Ba_3Y(PO_4)_3荧光材料的制备及发光特性本文采用高温固相法制备了适合紫外光-近紫外光激发的Ba<sub>3</sub>Y (PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>系列荧光粉,探索了掺杂不同稀土离子激活剂(Eu<sup>2+</sup>、Tb<sup>3+</sup>、Eu<sup>3+</sup>和Dy<sup>3+</sup>时荧光粉的光谱性质、浓度对发射光谱的影响和其他发光性能,具体如下:(1)采用高温固相法制备了荧光材料Ba<sub>3</sub>Y(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>:Eu<sup>2+</sup>,并讨论了该材料的发光性质。

Eu<sup>2+</sup>在Ba<sub>3</sub>Y(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>中可能会形成两种发光中心Eu<sup>2+</sup>(Ⅰ)和Eu<sup>2+</sup>(Ⅱ)。

Eu2+(Ⅰ)发射424 nm的蓝光,Eu<sup>2+</sup>(Ⅱ)发射516 nm的绿光。

讨论了Eu<sup>2+</sup>的浓度与发射光谱之间的联系。

(2)采用高温固相法制备了绿色荧光材料Ba<sub>3</sub>Y(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>:Tb<sup>3+</sup>,该材料的发射峰分别由位于蓝色光区417nm,440 nm,及位于绿色光区492nm,552nm,586nm和625nm的发射峰组成。

三氯化铟 拉曼光谱

三氯化铟 拉曼光谱

三氯化铟拉曼光谱
三氯化铟(InCl3)的拉曼光谱是指该化合物通过拉曼散射技术所得到的光谱结果。

拉曼光谱是研究分子振动和晶格振动的一种非常有效的方法。

三氯化铟的拉曼光谱通常会显示出不同的峰,对应于不同的振动模式。

一般来说,拉曼光谱包括了两个部分:弹性散射和非弹性散射。

弹性散射产生的峰对应于样品中的晶格振动,而非弹性散射则对应于样品中的分子振动。

具体的拉曼光谱特征如何,可能需要通过实际实验来观察和研究。

此外,也许已有文献报道了三氯化铟的拉曼光谱数据,可以通过查阅相关文献来获取更详细的信息。

近紫外激发Sm3%2B与Sr2%2B%2C Ba2%2B%2C Bi3%2B共掺杂的La1%2F3NbO3的发光性质

近紫外激发Sm3%2B与Sr2%2B%2C Ba2%2B%2C Bi3%2B共掺杂的La1%2F3NbO3的发光性质

Vol.34高等学校化学学报No.32013年3月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 509~513 doi:10.7503/cjcu20120844近紫外激发Sm 3+与Sr 2+,Ba 2+,Bi 3+共掺杂的La 1/3NbO 3的发光性质杜燕燕1,黄科科1,张佳旗1,王楚楚2,初学峰1,侯长民1,冯守华1(1.吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室,2.生命科学学院,长春130012)摘要 通过高温固相反应合成了La 1/3NbO 3∶Sm 3+荧光粉.样品的荧光光谱表明,La 1/3NbO 3∶Sm 3+荧光粉最强的激发带在406nm,对应于Sm 3+的6H 5/2→4K 11/2跃迁,属于近紫外区(365~410nm).当激发波长为406nm 时,样品的最强发射峰位于596nm,是由Sm 3+的4G 5/2→6H 7/2跃迁而产生的.因此,La 1/3NbO 3∶Sm 3+可以作为基于近紫外激发的白光发光二极管(LED)的红光材料.而且,La 位共掺杂Sr 2+,Ba 2+和Bi 3+使样品的荧光强度大大增加,在最佳掺杂浓度时的量子产率分别为5.4%,7.5%和5.3%.关键词 荧光光谱;白光发光二极管(LED);固态照明;电荷补偿剂;La 1/3NbO 3中图分类号 O611 文献标志码 A 收稿日期:2012⁃09⁃14.基金项目:国家自然科学基金(批准号:90922034,21131002)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20110061130005)资助.联系人简介:冯守华,男,博士,教授,博士生导师,中国科学院院士,主要从事无机合成化学研究.E⁃mail:shfeng@日益增长的对化石燃料的需求及化石燃料使用过程中对环境所产生的影响给世界能源结构带来越来越大的压力[1].传统的白炽灯和荧光灯的发光依赖于热或者是气体放电,而这些都会造成很大的能量损失以及大的Stokes 位移[2].1996年日亚化学公司利用一种覆盖Y 3Al 5O 12∶Ce(YAG ∶Ce)的蓝色的InGaN 发光二极管(LED)发明了一种全新的发光装置[3].这种基于LED 的照明装置被称为固态照明装置.固态照明的发光效率高,能量存储能力强,对环境友好无污染,体积小,并且使用寿命长[4~8].这种LED 的寿命能够达到100000h,大约是白炽灯的100倍,最重要的是,其发光效率是白炽灯的5~10倍.目前,传统的白光光源几乎已经达到使用效率的极限,而白光LED 还有很多提升的空间.基于物理原理,白光LED 的发光效率可以达到200lm /W,远远高于白炽灯和荧光灯[6].而且,白光LED 的成本一直在降低,这就使得白光LED 在未来更具有竞争性.因此,LED 将成为继白炽灯㊁荧光灯和高强度气体放电灯之后的第四代照明光源[8].制备白光LED 通常有3种方法:(1)将红㊁绿㊁蓝3种颜色的光混合得到RGB(red⁃green⁃blue)LED;(2)用紫外UV⁃LED 激发RGB 荧光体产生白光,做成白光UV⁃LED;(3)用发蓝光的二极管激发嵌入在环氧树脂圆顶上的发黄光的荧光粉,蓝色与黄色的光混合做成发白光的LED.白光UV⁃LED 在光学上更加稳定,高效并且容易制作,已经成为固态照明的发展方向[9].到目前为止,能够用于白光UV⁃LED 的红光材料比较少,主要的发光中心有Eu 3+和Mn 2+[10~14].由于产生Eu 3+的近紫外区激发的f →f 跃迁是自旋和宇称禁阻的,因此近紫外区的激发带很窄[11,13~17].而Mn 2+的发射基于Mn 2+的4T 1(4G )→6A 1(6S )跃迁,这个跃迁也是自旋和宇称禁阻的,导致Mn 2+的发光强度比较弱[10,12,18~20].因此,探索新的近紫外激发的红光材料势在必行[21~23].本文采用固相法合成了La 1/3NbO 3∶Sm 3+荧光粉,其最强的激发带位于近紫外区,激发带中心位于406nm,通过La 位共掺杂Sr 2+,Ba 2+和Bi 3+等阳离子使荧光强度明显增强.1 实验部分1.1 试剂与仪器La2O3(纯度99.99%),Nb2O5(纯度99.99%),Sm2O3(纯度99.99%),Li2CO3,BaCO3,SrCO3, Bi(NO3)3和无水乙醇均为分析纯,购自国药集团试剂有限公司.日本理学公司Rigaku D/max2550型18kW转靶X射线衍射仪,Cu Kα射线,λ=0.154056nm,管电压50kV,管电流200mA,扫描范围10°≤2θ≤60°,步宽0.02°.样品的激发光谱和发射光谱在Edinburgh FLS920组合式荧光寿命与稳态荧光光谱仪上测定,以氙灯为激发光源,氙灯功率450W, R928探测器.低温荧光光谱使用美国Advanced Research Systems公司4HW型液氦闭循环压缩机和Lakeshore331型温度控制仪控制温度,测试的温度范围为6~280K.荧光粉的量子产率用配有积分球的Horiba Scientific FluoroMax⁃4型荧光光谱仪获得.1.2 实验过程La2O3使用前在1000℃下烧结10h以除去里面的水分和CO2,其余原料直接使用.按照化学计量比(摩尔比)La(1-x)1/3NbO3∶x Sm3+(0.01≤x≤0.4),(La0.99-x M x)1/3NbO3∶0.01Sm3+∶x Li+(0.01≤x≤0.1,M=Sr,Ba)和(La0.99-x Bi x)1/3NbO3∶0.01Sm3+(0.01≤x≤0.1)称取原料,置于100mL烧杯中,加入50mL无水乙醇,超声2h,充分搅拌使烧杯内的反应原料混合均匀.然后将样品在70℃烘箱中干燥12h.将烘干后的样品置于刚玉坩埚中,在高温箱式炉中于空气气氛㊁1100℃下反应12h,研磨压片,最后在1300℃空气气氛反应24h,研磨后用于性质表征.2 结果与讨论2.1 Sm3+掺杂La1/3NbO3体系的光谱性质图1为La0.99×1/3NbO3∶0.01Sm3+的荧光光谱.由图1可见,样品的最强激发带中心位于406nm,这是由Sm3+的6H5/2→4K11/2跃迁产生的.值得注意的是,406nm位于近紫外区,因此,La0.99×1/3NbO3∶0.01Sm3+荧光粉可以作为基于近紫外的白光LED的红光材料.另外,激发光谱中406nm激发带左边377nm处还有1个肩峰,这是由Sm3+的6H5/2→6P7/2跃迁产生的,尽管强度比较弱,但也位于近紫外区,因此,在一定程度上也可以增大近紫外区的发光效率.La0.99×1/3NbO3∶0.01Sm3+的荧光量子产率为1.5%.而位于476nm的激发带是由Sm3+的6H5/2→4F5/2+4I13/2跃迁引起的.在图1的荧光光谱中,当激发波长为406nm时,最强的发射峰在596nm,这是由Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁引起的[24].图2示出了不同Sm3+掺杂浓度(x)时荧光强度的变化.从图2中可以看到明显的浓度猝灭.当x<0.10时,荧光强度随着掺杂浓度的增大而增强;当x>0.10时,荧光强度反而随着掺杂浓度增加而减弱,因此,对于La1/3NbO3∶Sm3+的最佳掺杂浓度为0.10.Fig.1 Excitation and emission spectra of La0.99×1/3NbO3∶0.01Sm3+phosphor atroom temperature Fig.2 Dependence of PL intensity of596nm on Sm3+concentration under excitationof406nm图3为La0.99×1/3NbO3∶0.01Sm3+荧光粉在6K以及280K下的发射光谱(激发波长为406nm).从015高等学校化学学报 Vol.34 图3中可以明显地看到低温时样品发射峰旁边出现肩峰(约位于606nm).同样,644nm 处的发射峰右边的肩峰也变得更加明显.图4示出了La 0.99×1/3NbO 3∶0.01Sm 3+样品在6~280K 的温度范围内荧光强度的变化,可以看到温度低于160K 时,样品的荧光强度随着温度的升高而减弱,这是由于高温时非辐射跃迁增强的缘故,符合典型的温度猝灭效应;当温度高于160K 时,荧光强度随着温度的升高而增强.Fig.3 PL spectra of La 0.99×1/3NbO 3∶0.01Sm 3+phosphor obtained at 6K (a )and280K (b )Fig.4 Dependence of PL intensity at 596nm on temperature λex =406nm.2.2 La 位掺杂阳离子体系荧光光谱强度的变化图5是(La 0.99-x Sr x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+∶x Li +,(La 0.99-x Ba x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+∶x Li +和(La 0.99-x Bi x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+荧光粉的XRD 谱图.图5中的晶面指数是根据未掺杂的La 1/3NbO 3的标准卡片(JCPDF No.53⁃1023)标出的.由图5可以明显地看到,所有荧光粉均为正交钙钛矿结构,空间群为P 4/mmm .而且,所有荧光粉的主相均为La 1/3NbO 3,这是由于掺杂的Sm 3+,Sr 2+,Ba 2+,Bi 3+与La 3+的离子半径(r )和配位环境的相似性(Sm 3+:r =96pm,配位数CN =8;Sr 2+:r =113pm,CN =8;Ba 2+:r =138pm,CN =8;Bi 3+:r =117pm,CN =8;La 3+:r =116pm,CN =8)造成的.离子半径的相似性导致在x <0.10的掺杂浓度范围内,化合物仍然为固溶体.从图5中还可以看出,杂质的衍射峰均在26°~30°范围内,经过分析认为杂质相可能为LaNbO 4.Fig.5 XRD patterns of (La 0.99-x Sr x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+∶x Li +(A ),(La 0.99-x Ba x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+∶x Li +(B )and (La 0.99-x Bi x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+(C )▼denotes the impurity phase.x :(A)a .0.01,b .0.05,c .0.07,d .0.1;(B),(C)a .0.01,b .0.02,c .0.05,d .0.07,e .0.1.为了增强La 1/3NbO 3∶Sm 3+的荧光强度,尝试在La 位掺杂与La 离子半径相似的Bi 3+和碱土金属离子Sr 2+,Ba 2+和Bi 3+,并讨论了不同离子掺杂对于荧光强度的影响.由于碱土金属取代La 3+是不等价取代,会导致电荷的不平衡,因此,为了保证电荷平衡,实验中加入一价Li +作为电荷补偿剂.图6(A)示出了掺杂Sr 2+的体系(La 0.99-x Sr x )1/3NbO 3∶0.01Sm 3+∶x Li +(0.01≤x ≤0.1)在406nm 光激发下,596nm 处的荧光强度随着Sr 2+掺杂浓度的变化.结果表明,在Sr 2+的掺杂浓度为0.01~0.1的范围内,荧光粉的荧光强度均比未掺杂Sr 2+样品的荧光强度增强.共掺杂的Sr 2+对于荧光强度的增强可能是通过降低Sm 3+的对称性,使得原来禁阻的跃迁得以发生来实现的.随着Sr 2+掺杂浓度的增大,荧光强度呈现先115 No.3 杜燕燕等:近紫外激发Sm 3+与Sr 2+,Ba 2+,Bi 3+共掺杂的La 1/3NbO 3的发光性质215高等学校化学学报 Vol.34 增强后减弱的趋势,当Sr2+的掺杂浓度为0.05时,荧光强度达到最大值,荧光量子产率为5.4%.图6(B)示出了La位共掺杂Ba2+的(La0.99-x Ba x)1/3NbO3∶0.01Sm3+∶x Li+(0≤x≤0.1)体系在406nm波长激发下,596nm处的荧光强度随着Ba2+掺杂浓度的变化.与共掺杂Sr2+的体系相似,掺杂Ba2+的样品荧光强度比未掺杂Ba2+的样品明显增强,并且体系在x=0.07时荧光强度达到最大值,荧光量子产率为7.5%.图6(C)示出了La位掺杂Bi3+的(La0.99-x Bi x)1/3NbO3∶0.01Sm3+(0≤x≤0.1)体系的荧光强度随着Bi3+掺杂浓度的变化规律.同样,掺杂Bi3+的样品比未掺杂样品的荧光强度明显增强,当Bi3+掺杂浓度为0.05时荧光强度达到最大值,荧光量子产率为5.3%.由于Bi3+的6s→6p激发(对应的波长约为380nm)能够很好地捕捉近紫外光,因此共掺杂Bi3+的样品在406nm波长激发下的荧光强度可明显增强,提高了近紫外区的荧光效率[25].比较3种共掺杂体系在最佳掺杂浓度时的量子产率可知,共掺杂Ba2+的发光效率最高.Fig.6 Variation of the emission intensity as a function of x in systems(La0.99-x Sr x)1/3NbO3∶0.01Sm3+∶x Li+(A),(La0.99-x Ba x)1/3NbO3∶0.01Sm3+∶x Li+(B)and(La0.99-x Bi x)1/3NbO3∶0.01Sm3+λex=406nm,λem=596nm.3 结 论采用固相法合成了La1/3NbO3∶Sm3+荧光粉并研究了其荧光性质.结果表明,样品最强激发带中心在406nm处,位于近紫外区,是由Sm3+的6H5/2→4K11/2跃迁引起的;最强的发射峰位于596nm,是由Sm3+的4G5/2→6H7/2跃迁引起的.通过在La位掺杂Sr2+,Ba2+和Bi3+,使La1/3NbO3∶Sm3+的荧光强度明显增强.参 考 文 献[1] Zhang Q.F.,Dandeneau C.S.,Zhou X.Y.,Cao G.Z.,Adv.Mater.,2009,21,4087 4108[2] Xie R.J.,Hirosaki N.,Sci.Technol.Adv.Mater.,2007,8,588 600[3] Yang Z.P.,Yang G.W.,Wang S.L.,Tian J.,Li P.L.,Li X.,Chem.J.Chinese Universities,2007,28(9),1631 1633(杨志平,杨广伟,王少丽,田晶,李盼来,李旭.高等学校化学学报,2007,28(9),1631 1633)[4] Saradhi M.P.,Varadaraju U.V.,Chem.Mater.,2006,18,5267 5272[5] Andrade B.W.D.,Forrest S.R.,Adv.Mater.,2004,16(18),1585 1595[6] Humphreys C.J.,MRS Bulletin,2008,33,459 470[7] Neeraj S.,Kijima N.,Cheetham A.K.,Chem.Phys.Lett.,2004,387,2 6[8] Yang X.F.,Yang L.L.,Cao C.,Zhu X.B.,Hua X.L.,Zheng Q.L.,Song G.X.,Wu L.B.,Lai 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X.H.,Tessier F.,Chevire F.,Adam J.L.,Moine B.,Chen G.R.,Opi.Lett .,2008,33(23),2865 2867[20] Ye S.,Zhang J.H.,Zhang X.,Lu S.Z.,Ren X.G.,Wang X.J.,J.Appl.Phys .,2007,101,033513 033515[21] Liu C.B.,Wang L.,Liu M.,Li C.B.,Li C.M.,Che G.B.,Su B.,Chem.Res.Chinese Universities ,2012,28(3),503 506[22] Lee G.H.,Kim T.H.,Yoon C.,Kang S.,J.Lumin .,2008,128,1922 1926[23] Wang Z.L.,Liang H.B.,Zhou L.Y.,Wang J.,Gong M.L.,Su Q.,J.Lumin .,2008,128,147 154[24] Li Y.C.,Chang Y.H.,Lin Y.F.,Chang Y.S.,Lin Y.J.,J.Alloys Compd .,2007,439,367 375[25] Ye S.,Wang C.H.,Jing X.P.,J.Electrochem.Soc .,2009,156(6),J121 J124Photoluminescence Properties of La 1/3NbO 3∶Sm 3+Codoped with Sr 2+,Ba 2+and Bi 3+Under Near⁃UV ExcitationDU Yan⁃Yan 1,HUANG Ke⁃Ke 1,ZHANG Jia⁃Qi 1,WANG Chu⁃Chu 2,CHU Xue⁃Feng 1,HOU Chang⁃Min 1,FENG Shou⁃Hua 1*(1.State Key Laboratory of Inorganic Synthesis and Preparative Chemistry ,2.College of Life Science ,Jilin University ,Changchun 130012,China )Abstract La 1/3NbO 3∶Sm 3+phosphor was synthesized by solid state reaction at high temperature and its pho⁃toluminescence properties were investigated.Its strongest excitation band is at 406nm,ascribed to 6H 5/2→4K 11/2transition of Sm 3+in the range of near⁃ultraviolet region (NUV,365 410nm).And its strongest emission peak is at 596nm,attributed to 4G 5/2→6H 7/2transition of Sm 3+.As a result,La 1/3NbO 3∶Sm 3+phos⁃phor shows great potential for future application as alternative red⁃emitting NUV⁃based white LEDs.The lumi⁃nescence intensity can be strongly enhanced by codoping cation in the La⁃site,namely Sr 2+,Ba 2+and Bi 3+.And the quantum yield is 5.4%,7.5%and 5.3%for Sr 2+,Ba 2+and Bi 3+codoped samples respectively with the optimum doping concentration.Keywords Photoluminescence spectrum;White light emitting diode (LED);Solid⁃state lighting;Charge compensation agent;La 1/3NbO 3(Ed.:F ,K ,M )315 No.3 杜燕燕等:近紫外激发Sm 3+与Sr 2+,Ba 2+,Bi 3+共掺杂的La 1/3NbO 3的发光性质。

铌酸锂晶体电光调制器的性 能测试---OK

铌酸锂晶体电光调制器的性    能测试---OK
这样(14)式为:
(15)
设,为相对于新主轴,的折射率,则:
从(16)式可知:
(16)
(17)
从(17)式可知,当晶体未加外电场时,由于光沿光轴X3入射时不发 生双折射现象,因而有n1=n2=no,但当在Xl方向加电场E1后,光沿X3 方向传播时发生双折射,此时折射率椭球主轴已成为,,,其主折射率 分别为,,且有,即光沿X3轴射入晶体时,分解为偏振方向平行于及的 两个偏振光,且偏振方向平行于的光,其折射率>no,传播的相速度减 小,偏振方向平行于的光,其折射率,传播的相速度增大。这种现象称 为电场感生双折射,即双折射。所以图一的基本作用是利用人工双折射
(3)
这里, 是一个三阶张量,因为它仅映了一个二阶张量和一个一阶张量 的关系。
三阶张量应有33=27个分量,但由于介电系数εij是二阶对称张量, 它只有6个分量,这就便各最多只有18个分量,而不是27个分量了.因 此通常将rijk的三个脚标简化为二个脚标,即:
的简化规则如下:
这样就缩写成rik,但在习惯上仍写作rij,并且可以写成六行三列 的矩阵形式:
图六
由此可见,通过检偏器的两光是同频率、等振幅、振动在同一平面 的两个相干光。这两个相干光除有电场引起的位相差以外,还有在N2上 投影所引入的位相差,因而此两光的总的位相差为(+) 。设从检偏器后
得到的输出光强为I,则根据偏振光干涉的原理,可以得到光强I和输出 光强I0之间的关系:
(21) 从(21)式可以看出,两线偏振光之间的位相差不同,与之对应的输 出光强也就不同,也就是说,输出光强随外加电压的变化而变化,因而 可以通过控制外加电压的方法来达到调制输出光强的目的。
(20) (3)LiNbO3晶体调制器 本实验用的是铌酸锂(1iNbO3)晶体调制器,使用条件是沿X1方向加 电场,沿X3方向通光。图一中,起偏器P1和检偏器P2正交放置。由于实 验要求,沿X3方向的入射光经起偏器Pl后获得电矢量平行于X1轴或X2轴 的线偏振光,由于外电场的作用,进入晶体的线偏振光又分解为沿X ′1,X′2的两个方向的线偏振光,当这两光波通过检偏器P2时,其透射

Y_2O_3_Yb_3_Tm_3_纳米材料的可见及紫外上转换发光

Y_2O_3_Yb_3_Tm_3_纳米材料的可见及紫外上转换发光
[1]
引入既可 以 通 过 能 量 转 换 传 递 使 共 掺 稀 土 离 子 上 转换发光有较大增 强, 又可能不引起较明显的荧光 猝灭, 从而能够大大提高上转换材料的发光效 率
[8]
, 因此成为目前最具有应用前景的敏化剂 .
Yb 3 + 离 子 敏 化 的 Y 2 O 3 上 转 换 材 料 在 高 如今, 特别 效的可见上转换方 面 已 经 取 得 了 广 泛 的 研 究, SiO 2 等 具 有 生 物 相 容 性 的 是当表面覆盖一层 TiO 2 、 不 仅 能 使 应 用 更 加 广 泛, 而且同时提高了 物质后, 上转换发光性能
3. 结果与讨论
3. 1. XRD 分析 图 1 为样品的 XRD 图 谱 . 从 图 中 可 以 看 出, 两 并且都与标准卡片 样品 的 特 征 峰 都 比 较 尖 锐, ( JCPDS No. 653178 ) 中 立 方 相 Y 2 O 3 ( 空 间 点 群: la3 ) 的标准值相一致, 同时在 XRD 图谱中也没有发 现 Yb 2 O 3 或 Tm 2 O 3 的衍射 峰 . 这 表 明 掺 杂 前 后 的 样 品结晶程度良好, 且没有形成新相 . 根据谢 乐 公 式 d = K λ / β cos θ 计 算 可 知, Y 2 O 3 : Tm 3 + 的 晶 粒 尺 寸 为 24. 7 nm , Y 2 O 3 : Yb 3 + ( 10% ) , Tm 3 + 的 晶 粒 尺 寸 为 24. 5 nm , 两者相差不大 . 并 且 在 掺 杂 浓 度 高 达 10% 的样品 中 没 有 明 显 观 测 到 晶 格 畸 变, 说明高浓度 Yb 3 + 离子的 引 入 并 没 有 引 起 明 显 的 晶 格 畸 变 和 晶 粒变化 . 由此得知, 我 们 选 择 的 Y2 O3 基 质 能 够 允 许
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Received date: 2009-04-01; Revised date: 2009-06-02 Foundation item: Project supported by the National Natural Science Foundation of China(50902042) ; the Natural Science Foundation of
tion self-quenching mechanism is the d-d interaction according to Dexter theory. The emission intensity of LiCaBO3 ∶ Sm3 + can be enhanced by doping charge compensator Li +,Na +,K + .
第 31 卷 第 1 期 2010 年 2 月
发光学报
CHINESE JOURNAL OF LUMINESCENCE
Article ID: 1000-7032(2010)01-0049-05
Vol. 31 No. 1 Feb. ,2010
Luminescence Characteristics of LiCaBO3 ∶ Sm3 + Phosphor
appears at 602 nm. The three typical emission peaks
Hebei Province( E2009000209) ; the Education Office Foundation of Hebei Province(2009313) Biography: WANG Zhi-jun,born in 1979,female,Hebei Province. Her work focuses on luminescence materials.
2 Experiments
2. 1 Preparation LiCaBO3∶ Sm3 + samples were prepared by solid-
state reaction. The starting materials are the analytical reagents CaCO3 , H3 BO3 , Li2 CO3 , Na2 CO3 , K2 CO3 and Sm2 O3 (99. 99% in mass) . After the individual materials were mixed in the requisite proportions sufficiently,the powders were calcined at
561,602 and 651 nm,which correspond to the 4 G5 /2 →6 H5 /2 ,4 G5 /2 →6 H7 /2 and 4 G5 /2 →6 H9 /2 typical transitions of Sm3 +,respectively. The strongest one
Key words: luminescence; borate; Sm3 +
CLC number: O482. 31
PACS: 78. 55. Hx
PACC: 3250F; 7855
Document code: A
1 Introduction
Recently,the luminescence capabilities of GaN chips under the range of near ultraviolet (UV) (350 ~ 410 nm) have increased,and so the white LEDs excited by UV chips have become an important focus research[1 ~ 7]. Because the eyes are insensitive to radiation in the range of 350 ~ 410 nm,the color of this white LEDs depends completely on phosphor. The kind of phosphors and the mixture ratio can be varied to adjust the chromaticity of the illuminating source according to different needs. Consequently, optical conversion materials for the UV LED have obtained extensively attention, and the emission spectrum of these materials is an important index which can scale the capability of the materials. At present,there are a few reports about green and blue phosphors excited by UV LED chips[8 ~10]. However,
3 Results and Discussion
3. 1 Structure of LiCaBO3 ∶ Sm3 + Phosphor The XRD pattern of LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphor
with mole fraction 1% Sm3 + is shown in Fig. 1 and it agrees well with references [11,12],indicating that the doped Sm3 + have not caused any significant change in the host structure. LiCaBO3 has an orthorhombic structure with Pbca space group,and its lattice parameters are a = 1. 322 7 nm,b = 0. 616 75 nm,c = 0. 606 20 nm.

2200
330044Βιβλιοθήκη 055006600
7700
22兹q/((o°))
Fig. 1 XRD pattern of LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphor
3. 2 Emission and Excitation Spectra of the LiCaBO3 ∶ Sm3 + Phosphor
Fig. 2 shows both the emission and excitation spectra of LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphor with 1% Sm3 + . Under 365 nm excitation,LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphor exhibits three major orange-red emission bands at
Abstract: LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphor was synthesized by solid state reaction and its luminescent properties were
studied. The emission spectrum consists of three major orange-red emission bands at 561,602 and 651 nm,which correspond to the 4 G5 /2 →6 H5 /2 ,4 G5 /2 →6 H7 /2 and 4 G5 /2 →6 H9 /2 typical transitions of Sm3 +,respectively. The excitation spectrum for the strongest emission (602 nm) extends in 320 ~ 420 nm,which indicated that this phosphor can be effectively excited by near-ultraviolet light-emitting diodes. The influences of Sm3 + concentration ( x) on the emission intensity of LiCa1 - x BO3 ∶ xSm3 + phosphors were also investigated. The results showed that the intensity increases with increasing Sm3 + concentration,then decreases,and reaches the maximal value at 3% Sm3 + . And the concentra-

R e la tiv Ie/ia.n tue. ns ity(a.u .)
700 ℃ for 2 h. The obtained products are LiCaBO3 ∶ Sm3 + phosphors. 2. 2 Measurement
The structure was checked by powder XRD( D / max-rA,Cu Kα,40 kV,100 mA) . The emission and excitation spectra were measured by Shimadzu RF-540 fluorescence spectrophotometer. All the photoluminescence properties of the phosphors were measured at room temperature.
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