Bi^(3+)激活石榴石蓝青光发光材料的发光性能

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作者 邓文杰 王海怡 +2 位作者 黄得财 彭家庆 叶信宇 《发光学报》 北大核心 2025年第3期486-495,共10页

蓝青光发光材料在实现荧光粉转换型LED全光谱光源中发挥着重要作用。本文采用高温固相法制备了Bi^(3+)掺杂石榴石结构的固溶体发光材料GdSr_(2)ScMgGe_(3)O_(12)。通过XRD结构精修、元素分析、光致光谱等表征对材料结构、组成和发光性... 蓝青光发光材料在实现荧光粉转换型LED全光谱光源中发挥着重要作用。本文采用高温固相法制备了Bi^(3+)掺杂石榴石结构的固溶体发光材料GdSr_(2)ScMgGe_(3)O_(12)。通过XRD结构精修、元素分析、光致光谱等表征对材料结构、组成和发光性能进行了全面分析。GdSr_(2)ScMgGe_(3)O_(12)∶Bi^(3+)能够在紫外光-紫光范围内有效激发,分别表现出近紫外光发射(λ_(em)=340 nm)和宽带蓝青光发射(λ_(em)=480 nm)。并且对Bi^(3+)的发光跃迁机理进行了阐述。结合材料的结构和发光特性得出Bi^(3+)在该固溶体材料中同时占据[Sr/GdO_(8)]和[Sc/MgO_(6)],重点分析了Bi^(3+)占据[Sc/MgO_(6)]格位的蓝青光发射行为,并对材料的发光效率和荧光热稳定性进行了评估。最后,将制备的蓝青色荧光材料应用于WLED的封装,获得了具有低色温(CCT=3761 K)和高显色指数(CRI=92.3)的低蓝光全光谱WLED。 展开更多

关键词 Bi^(3+)掺杂 全光谱照明 WLED 青色发光材料

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Bi^(3+)激活LaSr_(2)SbO_(6)双钙钛矿的宽带红光发射及其性能优化

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作者 孙瑾璇 廖寒蕊 +3 位作者 李微 王威 魏忆 李国岗 《发光学报》 北大核心 2025年第9期1627-1638,共12页

红光材料在全光谱健康照明、植物生长、健康医疗等领域具有重要的应用价值。然而,高稳定性宽带红光材料的研发仍然是当前发光材料开发的重要挑战。由于Bi^(3+)离子的6s2外层电子构型,其能级劈裂程度可受周围局域晶体场调控,实现发光在... 红光材料在全光谱健康照明、植物生长、健康医疗等领域具有重要的应用价值。然而,高稳定性宽带红光材料的研发仍然是当前发光材料开发的重要挑战。由于Bi^(3+)离子的6s2外层电子构型,其能级劈裂程度可受周围局域晶体场调控,实现发光在可见光及近红外光区域的调控。本文成功将Bi^(3+)离子掺杂进入LaSr_(2)SbO_(6)双钙钛矿结构中,实现了宽带橙红光发射,其在300~450 nm范围具有宽范围激发,可以与商用近紫外InGaN芯片较好地匹配。在370 nm激发下,LaSr_(2)SbO_(6)∶Bi^(3+)的发射波长位于600 nm,发射半高宽为108 nm。精细结构表征和理论计算证明了Bi^(3+)离子的最佳掺杂格位是La^(3+)格位。通过添加H_(3)BO_(3)助熔剂和异价阳离子/组分取代策略,可以进一步优化发光效率、实现发光位置调控和提升发光热稳定性,优化后最优发光效率可达46%,最高可实现43 nm发光红移。材料展示了较优异的热稳定性,在77~300 K低温范围内,材料展示了显著的反热猝灭性能,其发光强度在252 K时可达到77 K时的141%;在298~523 K的高温区域,材料也展示了较好的热稳定性,加入H_(3)BO_(3)优化后的发光强度在423 K可保持室温下的76%。上述发光性能优化主要归因于以下两点:(1)H3BO3助熔剂的添加会减少La_(3)SbO_(7)杂相的生成,同时增加材料结晶性;(2)异价阳离子取代会诱导Bi^(3+)离子周围局域结构调控。上述发光性能优化策略的提出为铋激活红光发光材料的开发和性能优化提供了参考。 展开更多

关键词 红光材料 Bi^(3+)离子掺杂 双钙钛矿结构 异价取代

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Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂对Cs_(3)DyCl_(6)钙钛矿光学性能的影响 被引量：1

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作者 周宇 王有力 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第3期240-245,共6页

A_(2)B′BCl_(6)双钙钛矿因其极强的空气稳定性、出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs^(+)作为A^(+)、Dy^(3+)替代Pb^(2+)、Cl^(-)作为卤素合成新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs_(3)DyCl_(6),以Sb^(3+)/Bi^(3+)作为激发剂掺杂,成功制备了... A_(2)B′BCl_(6)双钙钛矿因其极强的空气稳定性、出色的光学性能而被应用于发光材料。以Cs^(+)作为A^(+)、Dy^(3+)替代Pb^(2+)、Cl^(-)作为卤素合成新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs_(3)DyCl_(6),以Sb^(3+)/Bi^(3+)作为激发剂掺杂,成功制备了非铅钙钛矿材料,研究了Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂对钙钛矿发光特性的影响。结果表明:Cs_(3)DyCl_(6)是一种具有高效激发和宽带发射特性的基质,在不添加任何激发剂的情况下就能够发出蓝绿光。在Sb^(3+)掺杂下,材料的发光向黄光方向移动,随着Sb^(3+)掺杂浓度的继续提高,发光强度开始下降,最佳掺杂比例为5%;Bi^(3+)掺杂时的Cs_(3)DyCl_(6)光学性能与Sb^(3+)掺杂下非常相似,当Bi^(3+)掺杂比例为1%时,发光强度达到最大值,Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂能够有效地改善Cs_(3)DyCl_(6)的光学性能。 展开更多

关键词 钙钛矿 镝基 掺杂 Sb^(3+)/Bi^(3) 光学性能

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In^(3+)、Sb^(3+)、Bi^(3+)掺杂对双钙钛矿Cs_(2)NaDyCl_(6)发光性能的调控 被引量：1

4

作者 周宇 王有力 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第6期538-543,共6页

A2B′BCl_(6)型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。使用Na离子替代式掺杂合成非铅体系钙钛矿材料Cs_(2)NaDyCl_(6),引入In^(3+)、Sb^(3+)和Bi^(3+)等掺杂元素对双钙钛矿Cs_(2)NaDyCl_(6)发光性能进行调... A2B′BCl_(6)型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学性能而被应用于发光材料。使用Na离子替代式掺杂合成非铅体系钙钛矿材料Cs_(2)NaDyCl_(6),引入In^(3+)、Sb^(3+)和Bi^(3+)等掺杂元素对双钙钛矿Cs_(2)NaDyCl_(6)发光性能进行调控。结果表明:通过In^(3+)的掺杂,拓宽了材料的发射区间,进一步提高了其光学性能;Bi^(3+)掺杂能够使钙钛矿的发射光发生红移现象,Sb^(3+)掺杂可以使钙钛矿的发射光发生蓝移现象,Sb^(3+)和Bi^(3+)共同掺杂能够平衡钙钛矿在可见光区域的发射;在In^(3+)、Sb^(3+)、Bi^(3+)三种元素的共同掺杂下,Cs_(2)NaDy_(0.445)In_(0.445)Cl_(6)∶0.1Bi 0.01Sb成功实现了白光发射,在265 nm波长激发下,其CIE色坐标为(0.34,0.35),色温达到5314 K,显色指数高达94。 展开更多

关键词 双钙钛矿 掺杂 发光性能 In^(3+) Sb^(3+) Bi^(3+)

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Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂对Cs_(2)ADyCl_(6)(A=Li,Na,K)发光性能的影响

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作者 周宇 王有力 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第5期425-431,共7页

A2B′BCl_(6)型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学特性而被应用于发光材料。以Cs^(+)作为A^(+),Dy^(3+)替代Pb^(2+),Cl^(-)作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs_(3)DyCl_(6),使用Li、Na、K离子替代式掺杂合成Cs_(2)ADyCl_(6)(... A2B′BCl_(6)型双钙钛矿因其极强的空气稳定性和出色的光学特性而被应用于发光材料。以Cs^(+)作为A^(+),Dy^(3+)替代Pb^(2+),Cl^(-)作为卤素制备新的镝基钙钛矿纳米晶体Cs_(3)DyCl_(6),使用Li、Na、K离子替代式掺杂合成Cs_(2)ADyCl_(6)(A=Li,Na,K)非铅体系钙钛矿材料,通过掺杂Sb^(3+)/Bi^(3+)作为激发剂实现了不同发光性能的调控。结果表明:Cs_(2)NaDyCl_(6)发射曲线更加平滑且在蓝光与黄光区域均可实现发射,表现出优异的光学特性;通过Sb^(3+)/Bi^(3+)掺杂,双钙钛矿的光学特性得到显著提升,Na^(+)和Sb^(3+)的共同作用可以使钙钛矿材料发光产生蓝移,而Na^(+)与Bi^(3+)的共同作用则可以使其发光产生红移。 展开更多

关键词 双钙钛矿 掺杂 激发 发光性能 Sb^(3+)/Bi^(3+) Na^(+)

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Li^+,Bi^3+掺杂对Lu2O3∶Ho^3+,Yb^3+粉体发光性质的影响

6

作者 赵海琴 王林香 庹娟 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2020年第3期433-438,445,共7页

采用高温固相法制备了Li^+、Bi^3+掺杂Lu2O3∶Ho^3+,Yb^3+粉体。用X射线衍射仪分析了合成粉体的微结构,用场发射扫描电子显微镜观测了样品的形貌及尺寸,用紫外可见近红外荧光光谱仪分析了合成粉体的上转换发射光谱以及能级寿命。结果表... 采用高温固相法制备了Li^+、Bi^3+掺杂Lu2O3∶Ho^3+,Yb^3+粉体。用X射线衍射仪分析了合成粉体的微结构,用场发射扫描电子显微镜观测了样品的形貌及尺寸,用紫外可见近红外荧光光谱仪分析了合成粉体的上转换发射光谱以及能级寿命。结果表明:Li^+、Bi^3+掺杂的Lu2O3∶Ho^3+,Yb^3+粉体,仍然保持Lu2O3立方相结构。Li^+或Bi^3+掺杂后,合成粉体的分散性更好,颗粒更均匀,且更加接近球形,Li^+掺杂后粉体颗粒尺寸明显增加。用980 nm激发,4%Li^+或1.5%Bi^3+掺杂后,合成粉体中Ho^3+的绿光光强分别提高了约3.9倍、2.8倍。随着Li^+浓度的增加,合成粉体中Ho^3+的5S2能级寿命先增加后减小;随着Bi^3+浓度的增加,合成粉体中Ho^3+的5S2能级寿命逐渐减小。 展开更多

关键词 Li^+、Bi^3+掺杂 Lu2O3∶Ho^3+ Yb^3+粉体 发光性质 能级寿命

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Li^+掺杂MoO_3薄膜的制备与电致-光致变色特性研究 被引量：7

7

作者 章俞之 黄银松 +3 位作者 曹韫真 快素兰 宋力昕 胡行方 《液晶与显示》 CAS CSCD 2002年第3期163-168,共6页

采用过氧溶胶 -凝胶法在室温下制备了具有电致变色和光致变色特性的 1 0mol%Li掺杂MoO3 薄膜。对薄膜循环伏安特性和光学特性的测试结果表明 ,经 1 2 0℃处理的Li+ 掺杂MoO3 薄膜具有良好的电化学性能及电致变色性能。采用Raman光谱对L... 采用过氧溶胶 -凝胶法在室温下制备了具有电致变色和光致变色特性的 1 0mol%Li掺杂MoO3 薄膜。对薄膜循环伏安特性和光学特性的测试结果表明 ,经 1 2 0℃处理的Li+ 掺杂MoO3 薄膜具有良好的电化学性能及电致变色性能。采用Raman光谱对Li+ 掺杂MoO3 薄膜光变色前后结构的分析表明 ,薄膜经紫外光照后结构进行了重组 ,有序性增强 ,且吸收光谱研究表明薄膜具有较好的光致变色特性。 展开更多

关键词 Li^+掺杂 制备 MoO3薄膜 电致变色 光致变色 溶胶-凝胶法 锂掺杂 氧化钼薄膜

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Li^+掺杂浓度对Y_2O_3：Eu^(3+)发光影响的理论 被引量：1

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作者 张睿 顾牡 +1 位作者 刘小林 刘冰洁 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期693-698,共6页

在团簇近似的基础上,利用分子动力学和密度泛函计算相结合的手段,在Y_2O_3:Eu^(3+)中研究了随Li^+掺杂浓度的变化,缺陷形成情况以及C_2位处Y—O键长的变化对电子态密度的影响。结果表明,随着Li^+掺杂浓度的增加,与C_2格位相关团簇的Y—... 在团簇近似的基础上,利用分子动力学和密度泛函计算相结合的手段,在Y_2O_3:Eu^(3+)中研究了随Li^+掺杂浓度的变化,缺陷形成情况以及C_2位处Y—O键长的变化对电子态密度的影响。结果表明,随着Li^+掺杂浓度的增加,与C_2格位相关团簇的Y—O键平均键长出现了增加-减小-增加的变化趋势,这可能是引起此类材料发光强度随Li^+浓度出现类似变化的原因。 展开更多

关键词 Li^+掺杂 Y2O3:Eu^3+ 分子动力学 密度泛函

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Bi^3+离子掺杂对(Y,Gd)AG∶Ce粉体发光性能的影响 被引量：1

9

作者 李晓东 刘渊溢 +1 位作者 李雅楠 吉春明 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期6-9,共4页

以高纯稀土氧化物为原料,采用高温固相法合成了[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.01),并通过XRD、SEM、PL-PLE和FL等方法对该荧光粉进行了表征。结果表明,在1 400℃下煅烧4h可得到纯石榴石相... 以高纯稀土氧化物为原料,采用高温固相法合成了[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)高亮黄色荧光粉(x=0~0.01),并通过XRD、SEM、PL-PLE和FL等方法对该荧光粉进行了表征。结果表明,在1 400℃下煅烧4h可得到纯石榴石相的(Y,Gd)AG。煅烧所得的[(Y_(0.5)Gd_(0.5-x-0.005))Bi_xCe_(0.005)]3Al_5O_(12)荧光粉具有良好的分散性和均一性。在469nm激发下于563nm附近呈现黄光发射,且Bi ^(3+)掺杂浓度为0.001mol时,样品的发射峰强度达到最大值,提高了近56%,归因于Bi^(3+)→Ce^(3+)能量传递和粉体结晶性能的改善。样品的荧光寿命随着Bi ^(3+)掺杂浓度的增加,先增大后减小。 展开更多

关键词 (Y Gd)AG 荧光粉体 Bi^3+掺杂 能量传递

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Li^+,Zn^(2+),Mg^(2+)掺杂Lu_2O_3∶Er^(3+)荧光粉的制备及发光特性 被引量：9

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作者 王林香 庹娟 +1 位作者 叶颖 赵海琴 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期112-121,共10页

用微波高温固相法合成了Er^(3+)单掺Lu_2O_3,Li^+与Er^(3+)共掺Lu_2O_3及Li^+,Zn^(2+),Mg^(2+)掺杂Lu_2O_3∶Er^(3+)的荧光粉。实验表明金属离子Li^+、Zn^(2+)、Mg^(2+)、Er^(3+)掺杂Lu_2O_3,不影响Lu_2O_3的立方晶相。扫描电子显微镜... 用微波高温固相法合成了Er^(3+)单掺Lu_2O_3,Li^+与Er^(3+)共掺Lu_2O_3及Li^+,Zn^(2+),Mg^(2+)掺杂Lu_2O_3∶Er^(3+)的荧光粉。实验表明金属离子Li^+、Zn^(2+)、Mg^(2+)、Er^(3+)掺杂Lu_2O_3,不影响Lu_2O_3的立方晶相。扫描电子显微镜测量表明,Li^+掺杂可以有效改善粉体的分散性和形貌,Li^+,Zn^(2+),Mg^(2+)共掺杂获得的粉体颗粒分布更加均匀,粒径范围为80～100 nm。379 nm激发下,Li^+与Er^(3+)共掺样品发光较单掺Er^(3+)样品在565 nm处的发光增强了4.5倍,而Li^+、Zn^(2+)、Mg^(2+)与Er^(3+)共掺样品较其发光增强5.3倍。980 nm激发下,Li^+与Er^(3+)共掺样品,Li^+、Zn^(2+)、Mg^(2+)与Er^(3+)共掺样品的发光分别比单掺Er^(3+)样品在565 nm处发光增强23倍与39倍,在662 nm处发光强度分别增强20倍与43倍。379 nm激发下,较单掺Er^(3+)的样品,掺杂Li^+的样品和Li^+,Zn^(2+),Mg^(2+)和Er^(3+)共掺的样品荧光寿命均有所增加,而Zn^(2+)、Er^(3+)共掺及Mg^(2+)、Er^(3+)共掺样品的荧光寿命则有所缩短。 展开更多

关键词 微波高温固相法 Li^+ Zn^2+ Mg^2+掺杂Lu2O3∶Er^3+荧光粉 发光强度 上转换发光 荧光寿命

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Li^+共掺杂对掺Er^(3+):TiO_2上转换发光的增强作用

11

作者 曹保胜 冯志庆 +2 位作者 董斌 何洋洋 李慧 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第24期104-106,111,共4页

采用非水性溶胶-凝胶法制备了0.1%Er^(3+)(摩尔分数,下同)、0%～2%Li^+共掺杂TiO_2粉末,在980nm半导体激光器(LD)激发下获得了中心波长526nm、550nm的绿色和663nm的红色上转换发光。Li^+共掺杂对掺Er^(3+):TiO_2的相结构未产生影响,但... 采用非水性溶胶-凝胶法制备了0.1%Er^(3+)(摩尔分数,下同)、0%～2%Li^+共掺杂TiO_2粉末,在980nm半导体激光器(LD)激发下获得了中心波长526nm、550nm的绿色和663nm的红色上转换发光。Li^+共掺杂对掺Er^(3+):TiO_2的相结构未产生影响,但极大增强了上转换发光强度。随Li^+共掺杂摩尔分数的逐渐增大,绿色和红色上转换发光强度先增大后减小,当Li^+摩尔分数为1%时,上转换发光强度达到最大,绿色和红色上转换发光强度分别比掺Er^(3+):TiO_2提高了约330倍、30倍和60倍。Er^(3+)、Li^+共掺杂TiO_2粉末的绿色和红色上转换发光均为双光子吸收过程。Li^+共掺杂不改变Er^(3+)的上转换发光机制,但破坏了Er^(3+)的局部晶体场对称性,影响了Er^(3+)内部4f能级的跃迁几率,导致上转换发光强度增强。 展开更多

关键词 掺ER^3+ TiO_2 Li^+共掺杂 溶胶-凝胶法 上转换发光

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Li^(+)掺杂对NaY(WO_(4))_(2):0.07Yb^(3+)/0.025Er^(3+)上转换荧光粉发光性能的影响 被引量：3

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作者 吴坤尧 惠增哲 +2 位作者 李兆 张锦 龙伟 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期2140-2145,共6页

采用高温固相法制备一系列不同浓度Li^(+)离子(0.00,0.03,0.05,0.07,0.09和0.11 mol)掺杂NaY(WO_(4))_(2):0.07Yb^(3+)/0.025Er^(3+)上转换荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光发射光谱及荧光衰减曲线等表征所制备... 采用高温固相法制备一系列不同浓度Li^(+)离子(0.00,0.03,0.05,0.07,0.09和0.11 mol)掺杂NaY(WO_(4))_(2):0.07Yb^(3+)/0.025Er^(3+)上转换荧光粉。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光发射光谱及荧光衰减曲线等表征所制备样品物相、形貌及发光性能。结果表明,晶体结晶度较高,为纯相结构。在980 nm激发波长下,随着Li^(+)离子的含量增加,光谱发射强度先增强后减小,当掺杂量达到0.09 mol时,光谱发射强度达到最大,样品发出绿色光。对比发现掺杂Li^(+)离子的上转换荧光粉发射强度及荧光寿命均显著强于未掺杂Li^(+)离子的荧光粉,这主要是由于Li^(+)的离子半径小,可以较好地溶入基质晶格中,对基质晶格的电荷具有良好的补偿效果,Li^(+)的掺杂改变了Er^(3+)和Yb^(3+)离子周围的局域晶场环境,导致活性离子周围的局部位置对称性降低,使上转换发光增强。在531、553 nm处出现绿光发射,存在Er^(3+)的能级跃迁:^(2)H_(11/2)→^(4)I_(15/2)、^(4)S_(3/2)→^(4)I_(15/2)。在650~680 nm之间产生红光发射,存在Er^(3+)的能级跃迁:^(4)F_(9/2)→^(4)I_(15/2)。绿光与红光的发射均属于双光子过程。 展开更多

关键词 上转换发光 Li^(+)掺杂 Yb^(3+)/Er^(3+)双掺 能量传递

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(Sr,Ba)_(2)LaAlO_(5)∶Bi^(3+)固溶体荧光粉的发光特性研究 被引量：1

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作者 胡栋凯 向燕 戴鹏鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期143-153,共11页

通过高温固相法成功合成了一系列Sr_(2)LaAlO_(5)∶xBi^(3+)蓝色荧光粉,并通过等价阳离子取代,合成了一系列发光颜色可调的Sr_(2-y)Ba_(y)LaAlO_(5)∶0.02Bi^(3+)固溶体荧光粉。通过X射线衍射、发射光谱、激发光谱、荧光显微和量子产率... 通过高温固相法成功合成了一系列Sr_(2)LaAlO_(5)∶xBi^(3+)蓝色荧光粉,并通过等价阳离子取代,合成了一系列发光颜色可调的Sr_(2-y)Ba_(y)LaAlO_(5)∶0.02Bi^(3+)固溶体荧光粉。通过X射线衍射、发射光谱、激发光谱、荧光显微和量子产率测试对荧光粉的物相结构及发光特性进行表征,并分析了阳离子取代对发光特性的影响。在322 nm激发下,Sr_(2)LaAlO_(5)∶xBi^(3+)荧光粉的发射峰位于452 nm。在最优的Bi^(3+)掺杂浓度下,通过Ba2+取代Sr2+,发现Sr_(2-y)Ba_(y)LaAlO_(5)∶0.02Bi^(3+)荧光粉的发光在蓝绿色区域规律红移,荧光粉的光谱变化主要是由于晶体场劈裂和散射效应造成的。此外,随着激发波长增加,Sr_(2)LaAlO_(5)∶0.02Bi^(3+)荧光粉发射光谱逐渐红移,表明Bi^(3+)占据不同的阳离子位点,形成多个发光中心。得益于多激发和多发射的发光特性,制备的Sr_(2-y)Ba_(y)LaAlO_(5)∶0.02Bi^(3+)固溶体荧光粉可以成为防伪应用中的潜在候选材料。 展开更多

关键词 颜色可调 固溶体 Bi^(3+)掺杂 防伪应用 铝酸盐

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发光颜色可调Cs_(3)Gd_(1-x-y)Lu_(y)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)固溶体荧光粉的制备和发光性质研究 被引量：1

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作者 康新威 戴鹏鹏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期262-270,共9页

采用传统的高温固相法合成了一系列Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)(0.02≤x≤0.1)蓝色荧光粉,并通过Lu^(3+)替代Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9)基质中的Gd^(3+),调控激活剂Bi^(3+)周围局部环境,制备了一系列发光颜色可调的Cs3Gd0.96-yL... 采用传统的高温固相法合成了一系列Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)(0.02≤x≤0.1)蓝色荧光粉,并通过Lu^(3+)替代Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9)基质中的Gd^(3+),调控激活剂Bi^(3+)周围局部环境,制备了一系列发光颜色可调的Cs3Gd0.96-yLuyGe_(3)O_(9):0.04Bi^(3+)(0.1≤y≤0.9)固溶体荧光粉。X射线衍射、稳态/瞬态荧光光谱、变温光谱对荧光粉样品的物相结构、发光特性、荧光寿命、热稳定性进行了详细表征。结果表明,我们成功合成了一系列纯相的Cs_(3)Gd_(1-x-y)Lu_(y)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)化合物。在紫外光330 nm激发下,Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)荧光粉的发射峰位于452 nm,呈现蓝光发射,该宽带发射峰源于Bi^(3+)的^(3)P_(1)→^(1)S_(0)跃迁,Bi^(3+)掺杂浓度为0.04 mol时,Cs_(3)Gd_(1-x)Ge_(3)O_(9):xBi^(3+)荧光粉的荧光强度达到最大值。在最优Bi^(3+)掺杂浓度下,通过Lu^(3+)替代基质中的Gd^(3+),发现合成的一系列Cs_(3)Gd_(0.96-y)Lu_(y)Ge_(3)O_(9):0.04Bi^(3+)(0.1≤y≤0.9)固溶体荧光粉发射峰逐渐发生红移,随着Lu^(3+)掺杂浓度的逐渐增加,发射峰从x=0.1 mol时的453 nm逐渐红移至x=0.9 mol时的483 nm,相应的半峰宽从88 nm展宽至116 nm,色坐标从蓝色区域(0.1685,0.1602)过渡到青色区域(0.2179,0.3007)。样品光谱行为的变化主要是因为晶体场劈裂程度增大和斯托斯克位移增大。探究了x=0.04 mol、y=0.5 mol样品的发光热稳定性,当温度升高到423 K时样品的发光强度保持在初始值的55%。所得到的一系列发光颜色可调的固溶体荧光粉在全光谱照明、植物照明等领域具有潜在的应用。 展开更多

关键词 颜色可调 固溶体 Bi^(3+)掺杂 宽带发射 全光谱

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高对称性晶体结构中实现Bi^(3+)窄带蓝光发射 被引量：7

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作者 魏忆 李国岗 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1365-1375,共11页

采用高温固相法合成了系列K_(4)CaGe_(3)O_(9)∶xBi^(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料。通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究。实验结果表明,在紫外光激发下,... 采用高温固相法合成了系列K_(4)CaGe_(3)O_(9)∶xBi^(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料。通过精细Rietveld结构精修、光致激发和发射光谱、X射线光电子衍射及热稳定性等手段对晶体结构和发光性能进行了研究。实验结果表明,在紫外光激发下,Bi^(3+)展现了半高宽低至43 nm的窄带蓝光发射。这是由于K_(4)CaGe_(3)O_(9)基质拥有高对称性的晶体结构。与此同时,制备的K_(4)CaGe_(3)O_(9)∶xBi^(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料展现了卓越的发光热稳定性,在423 K时,发光强度可以保持在室温状态下的83%。上述研究证明制备的K_(4)CaGe_(3)O_(9)∶xBi^(3+)(0.003≤x≤0.10)荧光粉材料在白光发光二极管(LED)或背光显示中有潜在的应用前景。在高对称性晶体结构中掺杂Bi^(3+)实现窄带发光的研究思路可以为未来窄带荧光粉的研发提供理论研究基础和科学依据。 展开更多

关键词 Bi^(3+)掺杂 高对称晶体结构 窄带发光 蓝光发射

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近紫外激发Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Eu^(3+),Li^(+)红色荧光粉的制备及荧光性能 被引量：4

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作者 张王曦月 周琦 +1 位作者 周恒为 蒋小康 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第12期2269-2275,2331,共8页

采用溶胶-凝胶法成功制备出系列Eu^(3+)掺杂和Li^(+)、Eu^(3+)共掺杂Gd_(2)ZnTiO_(6)红色荧光粉,并研究Li^(+)、Eu^(3+)掺杂对样品的晶体结构、微观形貌及发光性能的影响。结果显示,所制备的Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Eu^(3+),Li^(+)(GZT∶Eu^(3... 采用溶胶-凝胶法成功制备出系列Eu^(3+)掺杂和Li^(+)、Eu^(3+)共掺杂Gd_(2)ZnTiO_(6)红色荧光粉,并研究Li^(+)、Eu^(3+)掺杂对样品的晶体结构、微观形貌及发光性能的影响。结果显示,所制备的Gd_(2)ZnTiO_(6)∶Eu^(3+),Li^(+)(GZT∶Eu^(3+),Li^(+))荧光粉为双钙钛矿结构,属于单斜晶系(空间群:P2_(1)/n),大小为10μm的无规则形状的颗粒。在395 nm近紫外光的激发下,GZT∶Eu^(3+)的发射光谱展示出典型的Eu^(3+)线状特征光谱,发射峰中心位于615 nm处,归属于Eu^(3+)的^(5)D_(0)→^(7)F_(2)跃迁。Eu^(3+)的最佳掺杂浓度为0.07(摩尔分数),样品显示明显的浓度猝灭效应,其机制为电偶极子-电偶极子(d-d)相互作用。此外,研究还发现,Li^(+)掺杂对样品的晶体结构、微观形貌没有影响,但是一定量的Li^(+)掺杂可以显著增强样品的荧光强度。当Li^(+)浓度为0.05时,荧光粉发射主峰强度增强程度最大,提高至原来的4.3倍,说明通过Li^(+)、Eu^(3+)共掺杂可以获得高亮度的GZT红色荧光粉。GZT∶0.14Eu^(3+),0.05Li^(+)荧光粉的CIE色坐标为(0.6311,0.3753)与标准红光色坐标(0.670,0.330)较为接近,是一种潜在的LED用红色荧光粉。 展开更多

关键词 Gd_(2)ZnTiO_(6) 溶胶-凝胶法 Li^(+)、Eu^(3+)共掺杂 双钙钛矿 红色荧光粉

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三价铋离子掺杂发光材料研究进展 被引量：1

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作者 张敏 刘冬杰 +3 位作者 魏忆 党佩佩 李国岗 林君 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期2098-2119,共22页

三价铋离子(Bi^(3+))是一种优良的发光材料激活剂和敏化剂,近年来得到了广泛研究。Bi^(3+)离子发光易受晶体场强度的影响,在紫外和近紫外激发下可获得覆盖整个可见光区域的丰富发射颜色及近红外发光,因而受到广泛关注,同时相关发光材料... 三价铋离子(Bi^(3+))是一种优良的发光材料激活剂和敏化剂,近年来得到了广泛研究。Bi^(3+)离子发光易受晶体场强度的影响,在紫外和近紫外激发下可获得覆盖整个可见光区域的丰富发射颜色及近红外发光,因而受到广泛关注,同时相关发光材料在固态照明、显示、生物医学和光学传感方面显示出良好的应用前景。本综述总结了Bi^(3+)的发光特点,重点阐述了几类Bi^(3+)掺杂发光材料的研究进展,并详细介绍了其发光性质与晶体结构间的构‐效关系。针对Bi^(3+)掺杂发光材料的发光性能精准调控与优化的关键问题,本综述讨论了组分取代、能量传递、混合价态等设计策略诱导性能调控与优化的机理。最后,我们探讨了Bi^(3+)掺杂发光材料研究未来的一些挑战和机遇,以期指导pc‐LED应用中新型发光材料的开发。 展开更多

关键词 LED Bi^(3+)掺杂 发光材料 精准调控

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近紫外激发BiOCl∶Dy^(3+)白光LED荧光粉的制备及发光性能研究 被引量：5

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作者 邝庆亮 李永进 +6 位作者 邱建备 尹兆益 杨正文 宋志国 万荣华 刘群 周玉婷 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期889-893,共5页

新型单一基质型白色荧光粉是当前白光LED荧光粉研究的热点。宽带隙半导体BiOCl物化性质稳定,声子能量低,晶体结构对称性低、极化性强,具有作为稀土掺杂荧光粉基质材料的潜质。采用固相法制备了BiOCl∶Dy3+及BiOCl∶Li+,Dy3+荧光粉,并采... 新型单一基质型白色荧光粉是当前白光LED荧光粉研究的热点。宽带隙半导体BiOCl物化性质稳定,声子能量低,晶体结构对称性低、极化性强,具有作为稀土掺杂荧光粉基质材料的潜质。采用固相法制备了BiOCl∶Dy3+及BiOCl∶Li+,Dy3+荧光粉,并采用XRD、激发和发射光谱研究了其结构和发光特性。XRD结果显示在500℃低温下即可成功合成出纯四方相的稀土掺杂BiOCl晶体,而Li+掺入可进一步提高样品结晶度。在389nm近紫外光激发下,荧光粉具有位于478nm(蓝)和574nm(黄)波段的Dy3+特征发射峰,并呈现较低的蓝黄光发射比例和优异的白光发射特性。相比单掺体系,Li+掺杂不仅使荧光粉发射增强,还实现了发光颜色的调节。研究结果表明,BiOCl∶Dy3+荧光粉制备温度低,具有良好的近紫外光激发和白光发射特性,其较低黄蓝光发射比例性质可能与BiOCl独特的晶体结构有关;上述特性使其可能成为一种新型的潜在近紫外激发白光LED荧光粉。 展开更多

关键词 BiOCl∶Dy^3+ 近紫外激发 白光LED Li^+共掺杂

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Bi掺杂ZnO籽晶层生长纳米ZnO薄膜性能研究 被引量：1

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作者 侯冰阳 李丽华 +1 位作者 王航 黄金亮 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第3期348-352,共5页

采用溶胶-凝胶法制备得到不同浓度Bi3+掺杂ZnO籽晶层,又进一步采用水热法合成了六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒。通过X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光致发光(PL)谱等测试手段对样品结构、形貌和光学性能进行测试和表征。结... 采用溶胶-凝胶法制备得到不同浓度Bi3+掺杂ZnO籽晶层,又进一步采用水热法合成了六方纤锌矿结构的ZnO纳米棒。通过X线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、光致发光(PL)谱等测试手段对样品结构、形貌和光学性能进行测试和表征。结果表明,在不同浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上生长纳米ZnO薄膜,ZnO的晶体结构没有改变,均为六方纤锌矿结构,且(002)晶面的峰强明显高于其他晶面的峰强值;在FESEM电镜观察下发现,不同掺杂浓度Bi掺杂ZnO籽晶层上水热生长的纳米ZnO薄膜均为纳米棒状。PL光谱显示随着Bi掺杂量增加,样品的近紫外发射峰和晶格缺陷峰等峰值明显增大,且有红移现象产生。其中禁带宽度随着Bi掺杂量的增大而减小,说明Bi3+可以有效地调节ZnO的禁带宽度。 展开更多

关键词 Bi^3+掺杂 ZNO纳米棒 溶胶-凝胶法 水热法 光学性质

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用于全光谱照明的高效蓝色荧光粉Sr_(3)B_(2)O_(6):Bi^(3+)发光性能

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作者 陈俊霖 王强 +3 位作者 王传龙 黄晓晓 董照实 闻军 《发光学报》 2025年第11期2075-2086,共12页

全光谱照明技术旨在解决现有白光发光二极管(LED)色温偏高和显色指数不足的缺陷。开发成本低廉、高效稳定且能被近紫外激发的非稀土蓝色荧光粉一直是一个重要研究课题。本研究通过高温固相法成功合成了一系列Sr_(3)B_(2)O_(6):Bi^(3+)... 全光谱照明技术旨在解决现有白光发光二极管(LED)色温偏高和显色指数不足的缺陷。开发成本低廉、高效稳定且能被近紫外激发的非稀土蓝色荧光粉一直是一个重要研究课题。本研究通过高温固相法成功合成了一系列Sr_(3)B_(2)O_(6):Bi^(3+)蓝色荧光材料。实验结果表明,Bi3+的最佳掺杂浓度为0.02%,该材料在365 nm近紫外光激发下展现出蓝光发射特性,其发射峰位于450 nm,半峰宽为69.4 nm。该蓝色荧光材料量子产率达42.6%,且在423 K下的发射强度可维持在室温下的80.29%,显示出优异的热稳定性。结合商业绿色荧光粉(Ba,Sr)_(2)SiO_(4):Eu^(2+)及氮化物红色荧光粉CaAlSiN_(3):Eu^(2+)封装制备了全光谱白光LED器件,在20 mA驱动电流下,其表现出低相对色温(CCT=5684 K)和高显色指数(Ra=92.9)。研究表明,该蓝色荧光粉在全光谱照明技术中具有显著的应用潜力,为相关技术的发展提供了坚实的材料基础。 展开更多

关键词 全光谱照明 Bi^(3+)掺杂 硼酸盐 蓝色荧光粉

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