导读:本文包含了氧化物发光材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:稀土,荧光粉,镥酸锶,石榴石
氧化物发光材料论文文献综述
张晟[1]（2019）在《近紫外和蓝光激发的镥基氧化物发光材料的制备与发光特性研究》一文中研究指出高效蓝光芯片(LED)的问世,使得白光LED成为获得白光的重要方式,并发展为第四代照明光源。稀土荧光粉作为白光LED的中重要的光转换材料,成为研究领域的热点。随着蓝光LED的发射波段进一步向近紫外区域拓展,相匹配的荧光粉也要不断进行研发。大部分的叁价稀土离子(Re~(3+))的发光源自4f-4f的组内跃迁,由于4f外层电子的屏蔽作用,其激发和发射峰位受基质影响相对较小,光谱特性相对固定。所以,本论文定位于f-d组间跃迁的过渡金属离子Cr~(3+)和稀土离子Ce~(3+),研究其所处晶体场影响而体现出的光学特性的变化,也通过对其晶体场环境的强弱判断来推断其所处的具体格位。相互印证,不仅能完善理论对实践的指导,还能更好地探索新的基质材料来拓展荧光粉的类型。另外,也对目前高功率白光LED照明领域所缺失的绿光荧光陶瓷,进行了制备工艺的探索。本论文主要从以下四个方面进行展开:(1)在过去的近几年里,近紫外激发的叁基色荧光粉成为获得白光LED的研究热点。发射位于400nm附近的芯片,是目前已有的效率最高的近紫外芯片(near-UV LED)。但是,目前大部分的蓝光荧光粉在400nm的激发并不十分有效。我们开发了新型蓝色荧光粉SrLu_2O_4:Ce~(3+),能够很好地与400nm近紫外LED匹配,且热稳定性优秀。在405nm激发下,发射出峰值为于460nm的,半高宽为90nm的宽带蓝光发射。优化得到的最佳离子掺杂浓度的样品,其内量子效率为76%。在150℃工作温度下,其发射强度仍然能保持室温下发射强度的86%。通过与商业黄光荧光粉和红光荧光粉混合,涂覆在405nm近紫外芯片上获得白光LED器件。通过调节组分的比重,能够在保持高显色指数(Ra≥90)的情况下,色温控制在3094-8990K范围内可调。以上这些特性都表明,SrLu_2O_4:Ce~(3+)是有前景的近紫外激发的白光LED光转换用发光材料。(2)先前关于在Ce~(3+)掺杂的SrLn_2O_4类型荧光粉(Ln=Y,Lu,Sc等)中,只表现出一个发光中心,且为蓝光发射。在本章中,我们观察到了在SrLu_2O_4:Ce~(3+)中的Ce~(3+)的第二个发光中心。该发光中心可以在485nm激发下,发射出峰值位于600nm的宽带红光发射。我们认为,这个新的发光中心(Ce(II))是占据了Lu~(3+)格位,而蓝光发光中心(Ce(I))是源自Sr~(2+)格位的占据。光谱学分析表明,在低掺杂浓度下,优先形成Ce(I)发光中心,且发光中心的数量比Ce(I)/Ce(II)随着Ce~(3+)掺杂浓度增加而明显减小,直到x达到0.004。两个发光中心的荧光寿命随着掺杂浓度的变化也进行了测量,可以观察到Ce(I)向Ce(II)的能量传递。当温度升高从83K到350K时,Ce(II)的发光强度的减弱的速度要明显快于Ce(I)中心,说明可以利用其相对发光强度比率来反映温度的变化,且在283K时,计算得相对敏感度高达2.28%K~(-1)。(3)Cr~(3+)掺杂的石榴石结构的Ca_2LuZr_2Al_3O_(12)(CLZA)荧光粉,是有前景的宽带近红外荧光粉,其激发峰能够与460nm蓝光芯片完美匹配。使用该荧光粉同460nm蓝光LED封装,获得750-850nm范围的近红外光的输出。而且,其电光效率为4.1%,要优于目前常规的钨灯的效率(2.9%)。在CLZA基质结构中,Cr~(3+)占据Ca~(2+)/Lu~(3+)和Zr~(4+)格位,分别形成两个发光中心Cr1、Cr2。对于CLZA:xCe~(3+),yCr~(3+)系列样品,Ce~(3+)和Cr~(3+)分别占据正十二面体格位和正八面体格位,并对两种激活离子所处格位的晶体场强进行计算。由于Cr~(3+)的吸收能力较弱这一固有属性,通过引入Ce~(3+)作为敏化剂来提高荧光粉对近紫外光的吸收,并计算出Ce~(3+)向Cr~(3+)的高效的能量传递速率。在对CLZA:Cr~(3+)样品的温度依赖性关系进行分析时,发现其升温过程有两个热过程,为低温热猝灭和高温热离化过程,并对两个过程的具体激活能进行了计算与分析。(4)高功率白光LED/激光照明是照明领域的发展趋势,而荧光透明陶瓷又是高功率照明领域的重要光转换材料。针对目前荧光透明陶瓷的研究还是以黄光透明陶瓷为主,部分为红光氮化物陶瓷,而绿光透明陶瓷一直是研究的短板。所以,在前期关于黄光透明陶瓷(YAG:Ce~(3+))制备工艺的基础上,我们对Ca_3Sc_2Si_3O_(12):Ce~(3+)基绿光透明陶瓷的制备工艺进行了研究。首先对于结构更为复杂的Ca_3Sc_2Si_3O_(12)样品,采用先合成粉体再高温生长晶体的路径。先后从球磨介质、球磨时间和球磨转速等方面对粉体粒径分布的影响进行展开。得到了目前烧结条件下的“最优粒径分布”,以及直线透过率14%的绿光陶瓷样品。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)》期刊2019-06-01）
赵希[2]（2019）在《特定形貌稀土氟氧化物和钒酸盐发光材料的制备及性能研究》一文中研究指出近年来,微/纳米稀土发光材料广泛应用于荧光粉、光催化、平板显示、生物荧光探针等领域。除了激活剂离子的固有物理特性外,选择理想的主体基质对于发光性质至关重要。稀土氟氧化物因其化学和热性质稳定、声子能量低的特点而备受关注,钒酸盐是优良的基质敏化型材料。微/纳米基质材料的性质与其形貌、尺寸等因素密切相关,因此特定形貌的微/纳米基质材料的可控制备具有重要意义。本文主要利用水热合成方法制备了稀土氟氧化物和钒酸盐发光材料,并研究了材料的物相、结构、形貌、影响因素及光谱等特性。主要工作内容如下:(1)在不添加模板和任何表面活性剂的情况下,通过水热及煅烧的方法合成了尺寸均一、分散性良好的菱方相YOF和正交相Y_6O_5F_8微盘状晶体。研究了不同摩尔比NH_4HCO_3和NaF的加入量对产物的影响,分别获得了不同形貌的YOF、Y_6O_5F_8、NaYF_4和YF_3产物。通过掺杂Eu~(3+)、Yb~(3+),Er~(3+)和Yb~(3+),Tm~(3+)分别研究了YOF和Y_6O_5F_8微晶的上、下转换发光特性,从晶胞结构角度解释了两种晶体激发和发射光谱不同的原因,样品呈现锐而强的线状荧光发射,表明YOF和Y_6O_5F_8微晶可作为优良的荧光基质材料。(2)通过水热及煅烧的方法合成了粒径均一、分散性良好的四方片状YOF微晶。研究发现反应温度对产物形貌的有重要影响,当温度在160和120 ~oC等较高温度时,产物不能保持四方片形貌,产生长管状形貌。当温度在低于80 ~oC时,不利于反应顺利进行。在紫外光激发下,YOF:Eu~(3+)样品呈现很强的荧光发射。在980 nm激光激发下,YOF:Yb~(3+),Er~(3+)和YOF:Yb~(3+),Tm~(3+)能够呈现其特征发光,且峰形尖锐,证明四方片状YOF为优良的荧光基质材料。(3)以聚丙烯酸(PAA)为表面活性剂,采用一步水热法制备了分散性良好的八面体状YVO_4微晶材料。在样品合成过程中,溶液的pH对样品的最终形貌和结晶性产生很大影响。当pH较低时,产物为类球形结构,当pH为12.7时,所得产物为八面体结构,其中八面体结构的产物结晶性最好。荧光光谱表明,八面体YVO_4:Eu~(3+)和YVO_4:Sm~(3+)中VO_4~3￣具有较强的敏化作用,样品均能呈现其特征发光,发光性能优异。(本文来源于《河北大学》期刊2019-06-01）
刘雪[3]（2019）在《808nm红外光响应氧化物上转换发光材料及其荧光增强研究》一文中研究指出稀土掺杂上转换发光材料在显示防伪、温度传感、生物医药等领域具有广泛的应用前景。然而,传统的980 nm激发光与水分子的吸收峰相重迭,水分子对激发光能量的吸收造成的能量损失和产热影响限制了上转换材料在生物医药等水含量丰富环境中的应用。此外,较低的光转换效率也限制着上转换材料的生产发展。因而,本文选用了水分子吸收截面小的808 nm激光作为激发源,在上转换发光材料的生物医药和光学温度传感应用背景下,选取稳定性好且声子能量相对较低的氧化物材料MIn_2O_4(M=Ca,Sr,Ba)、Lu_2O_3、SrTiO_3为基质,Nd~(3+)、Yb~(3+)为敏化剂,Er~(3+)为激活剂,以提高样品的光转换效率为目的,通过液相合成技术制备了一系列发光性能良好的上转换微纳米材料。从基质材料选择着手,通过敏化剂共掺杂、调节掺杂稀土离子浓度进行了发光性能优化,阐明了掺杂稀土离子间的能量传递过程,研究了基于Er~(3+)离子热耦合能级荧光强度比的温度传感性能。通过共掺金属离子的方式实现了808 nm激发下的上转换发光增强,系统分析了发光增强的作用机理。主要研究内容如下:采用溶胶-凝胶法制备了MIn_2O_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)(M=Ca,Sr,Ba)荧光粉。808 nm激发下,CaIn_2O_4:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)样品具有位于524 nm和551 nm的绿光以及位于657 nm的红光上转换发射。通过改变敏化剂掺杂浓度,优化了样品发光性能并实现了由绿光到橙光直至纯红光的可调发光。利用荧光寿命测试证明了Nd~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。利用Er~(3+)离子两个热耦合能级~2H_(11/2)和~4S_(3/2)通过荧光强度比技术研究了样品在290~490 K温度范围内的光学测温性能。样品的测温灵敏度始终遵循S_A(BaIn_2O_4)>S_A(CaIn_2O_4)>S_A(SrIn_2O_4)的变化规律。通过分析样品的晶格结构、M~(2+)离子所处的格位对称性以及M-O键的特征(包括:键长、配位数、共价性,等)对样品的温传性能差异进行了深入分析,结果表明:RE~(3+)离子掺杂进入键共价性大或化学键长、配位数多的基质格位更趋向于带来优异的光学测温性能。以尿素为沉淀剂,通过共沉淀法制备了不同尺寸的Lu_2O_3:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)和Lu_2O_3:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)/Li~+纳米球。808 nm激发下获得了分别位于521 nm和564 nm处的上转换绿光和位于660 nm处的红光发射,优化了Nd~(3+)、Yb~(3+)离子的掺杂浓度,并通过共掺Li~+离子进一步实现了样品的颗粒尺寸和发光性能(包括:发光绿红比和发光强度)调控。结果表明:低掺杂浓度下Li~+离子取代Lu~(3+)离子格位由于电荷补偿作用产生的氧空位和高掺杂浓度下Li~+离子填隙占据带来的晶格膨胀造成了纳米球尺寸生长,同时降低的样品比表面积减少了表面吸附的猝灭基团(CO_3~(2+)、OH~-)并带来了增大的发光绿红比和发光强度。系统分析了Li~+掺杂后,Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)离子间的能量传递效率变化以及发光中心离子周围局域晶体场对称性变化对发光增强的贡献,结果表明:Li~+离子在晶格中的取代占据方式可以有效促进Nd~(3+)→Yb~(3+)→Er~(3+)的能量传递同时降低稀土离子所处格位的局域晶体场对称性,最终也可以提高样品的发光性能。进一步推断出Li~+离子在晶格中的取代掺杂相比于填隙占据更有利于实现发光增强。运用水热法合成了一系列SrTiO_3:Er~(3+)/Zn~(2+)钙钛矿结构上转换荧光粉。优化了Er~(3+)、Zn~(2+)以及Yb~(3+)和Nd~(3+)离子的掺杂浓度,分析了Er~(3+)单掺样品在808 nm激发下的上转换发光机理。放大的XRD图谱表明:低浓度Zn~(2+)离子掺杂时,其主要以取代Sr~(2+)离子格位的方式存在于基质晶格。Zn~(2+)离子的引入使SrTiO_3:Er~(3+)荧光粉的绿光和红光发射分别增强了6.3和3倍。利用近红外区荧光衰减曲线和Eu~(3+)离子的荧光探针作用对Zn~(2+)离子引起的发光增强机理进行了探究,结果表明:低的Zn~(2+)离子掺杂浓度下,材料对激发光吸收的增强以及Er~(3+)离子周围局域晶体场对称性的降低可能是发光增强的主要原因。(本文来源于《西北大学》期刊2019-06-01）
曹娇兰[4]（2018）在《LED用稀土离子掺杂B/Si/P氧化物复合基发光材料的制备与发光性能研究》一文中研究指出“白光LED用荧光粉”的研究在2015、2016年连续两年进入Top10热点前沿。其中使用紫外LED芯片激发叁基色荧光粉的方案是当前行业发展的重点,为此要不断努力去研究探索新型优良荧光粉,来弥补“紫外LED芯片激发叁基色荧光粉方案”中的不足。因荧光粉主要是由基质、激活剂及敏化剂组成,大量科研工作者的研究集中在基质的选择、共掺杂稀土离子等的研究上,在固定激活离子的条件下,荧光粉的性能主要取决于主基质材料的特性,近年来也出现了大量关于B/Si/P氧化物单基或复合基优良荧光粉的报道。本论文采用溶胶凝胶-高温固相合成法制备了nCaO-B_2O_3:Eu~(3+)(Tb~(3+))、nCaO-B_2O_3-mSi O_2:Eu~(3+)(Tb~(3+))、nCaO-B_2O_3-m P_2O_5:Eu~(3+)系列单基及复合基荧光粉,并通过XRD、TEM、IR、激发光谱、发射光谱及荧光衰减等对材料的结构及发光性能进行了研究,讨论了温度、原料配比、掺杂浓度等这些条件对结构及发光性能的影响,并结合相关理论对发光过程进行了合理的解释。在nCaO-B_2O_3:Eu~(3+)(Tb~(3+))单基发光材料中,随着退火温度从600、700到900℃变化,样品基质以不同结构硼酸盐形式出现,依次为Ca_3B_2O_6、Ca_2B_2O_5、CaB_2O_4;原料配比B_2O_3:CaO比例为5:3时,制备的荧光粉的发光效率最佳。在Eu~(3+)掺杂的不同结构硼酸盐基荧光粉中,612nm波长监测所得激发光谱中,紫外光区395nm处的吸收峰强最强,将395nm作为激发波长测得发射光谱,发现Eu~(3+)都处于无反演对称中心格位,以(~5D_0→~7F_2)电偶极跃迁为主,即材料主要发红光;且900℃退火所得高纯相的CaB_2O_4基质最有利于发光、对应的荧光衰减时间也最长;Eu~(3+)掺杂浓度为0.6%-4%范围时,都是以电偶极跃迁的红光发射为主,且发光强度随着浓度的增加不断增强,当浓度超过5%时,Eu~(3+)掺杂使得Eu~(3+)在基质中对称性增强,磁偶极跃迁占主导,从而使橙光发射大于红光发射。在Tb~(3+)掺杂的不同结构硼酸盐基荧光粉中,激发谱图符合Tb~(3+)的激发规律,在紫外光378nm处峰强最强;将378nm作为激发波长,测得544nm(~5D_4→~7F_5)处绿光发射峰最强;900℃退火所得高纯相的CaB_2O_4基质最有利于发光,荧光衰减时间也最长,出现相似结果的原因是因在同基质荧光粉中,Eu~(3+)/Tb~(3+)取代Ca~(2+)后更易产生p-n节和陷阱,从而增强了其发光性能。在nCaO-B_2O_3-mSiO_2:Eu~(3+)(Tb~(3+))复合基发光材料中,原料配比为B_2O_3:SiO_2为5:2时,制得最佳样品。样品在经600℃退火后,形成Ca_2B_2O_5晶体,经700℃退火后,Ca B_2O_4晶体析出,可见SiO_2的存在促进了CaB_2O_4晶体的提前析出,经900℃退火后,得到结晶度最佳的CaB_2O_4晶体结构,对应的发光强度也最强,此结构与体系nCaO-B_2O_3经900℃退火后的样品相比,晶体形式还是主要以Ca B_2O_4存在,而SiO_2以非晶态形式存在。在掺杂Eu~(3+)的荧光粉中,SiO_2网络结构将CaB_2O_4晶体结构较机械地支撑起来,使晶体结构更加稳定,形成比较细腻、均匀的孔径结构,促进材料发光;掺杂不同Eu~(3+)浓度后,样品CaB_2O_4-SiO_2:Eu~(3+)发射峰的位置几乎没有发生变化,但掺杂浓度在4%之前皆以红光发射为主,且发光强度随浓度增加而增加,当掺杂浓度达到5%时,发光强度减弱,且发射峰也变为橙光发射为主。在掺Tb~(3+)的荧光粉中,SiO_2包覆在CaB_2O_4上,形成CaB_2O_4@SiO_2核壳结构,使晶体结构更加稳定,形成较为分散、均匀的球状颗粒,促进材料发光;掺杂Tb~(3+)浓度达3%时,230nm处的吸收峰强最小,而Tb~(3+)的f-f特征跃迁吸收峰(378nm)最强,据此将378nm作为激发波长,得到较好的绿光发射材料。nCaO-B_2O_3-mP_2O_5:Eu~(3+)复合基发光材料中,当pH=1时,得到的基质材料主要是2CaO-P_2O_5-B_2O_3,且相纯;而pH≥2(在所做pH范围内)时,出现了BPO_4化合物。因BPO_4网络结构的存在增加了结构的对称性,所以橙光发射强于红光发射,而单相2CaO-P_2O_5-B_2O_3结构使Eu~(3+)处于非反演对称中心格位,有助于得到优良的LED红色发光材料;原料配比以B_2O_3:P_2O_5计算为5:2时,能形成单相2Ca O-P_2O_5-B_2O_3,对应的红光发射也最佳;另外,样品随温度的升高,发生了网络结构的破坏,并重建为更复杂的网络结构,促进Eu~(3+)进入缺位,且大部分处于非反演对称性格位有助于红光发射;在不同的Eu~(3+)掺杂浓度下,掺杂浓度为0.6%时,出现了最强的红光发射,所以在此发光材料中将0.6%选择为最佳掺杂浓度。综合分析上述所制备的不同基质发光材料,发现所制备的掺Eu~(3+)、掺Tb~(3+)发光材料中,CaB_2O_4-SiO_2复合基更有利于材料发光。(本文来源于《内蒙古师范大学》期刊2018-06-09）
张颖[5]（2018）在《氧化物基上转换发光材料的制备及其温度传感性能研究》一文中研究指出温度测量与科学研究、工业生产以及人类日常生活有着密切关联。各类温度传感器被广泛应用于各个领域,比如日常生活中用到的玻璃温度计,工业生产中用到的压力式、半导体式及热电偶测温计等。这类温度计需要接触被测物体工作,被称为接触式温度计。非接触式温度传感器主要是光测高温计,包括红外测温仪、全辐射高温计、光电比色高温计等。但是,这类温度计容易受到被测物体的发射率、测量距离、烟尘和水气等外界因素的影响而产生的测量误差。基于荧光强度比(FIR)技术的光学温度传感器作为一类新型非接触式温度传感器对测量条件依赖较小,不受荧光损失、激发光源强度的波动,以及发光中心数量和分布等条件的限制,受到研究人员的极大关注。稀土掺杂上转换发光材料是目前研究最多的光学温度传感材料,稀土离子具有丰富的能级结构,其中有些能级可构成热耦合能级,从而可以利用热耦合能级辐射出的荧光来实现FIR技术测温。本论文的工作主要围绕稀土Er~(3+)单掺杂或Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂铁电材料和钨酸盐体系材料的上转换发光性能及其光学温度传感性能展开研究,共分叁部分内容。第一部分为稀土Er~(3+)单掺或Er~(3+)/Yb~(3+)共掺Bi_3Ti_(1.5)WO_9(BTW)体系的上转换发光和基于荧光强度比技术的温度传感特性研究,以及A、B位取代对基质材料电学性能的影响;第二部分为稀土掺杂xLiNbO_3-(1-x)(K,Na)NbO_3(x LN-(1-x)KNN)多功能铁电陶瓷的上转换发光和温度传感性能,以及极化时间对上转换发光性能的影响;第叁部分基于材料设计思路制备了不同钨酸盐复相和新的钨酸盐材料,讨论稀土Er~(3+)单掺或Er~(3+)/Yb~(3+)共掺此类钨酸盐材料的上转换发光和温度传感性能。主要研究工作及成果如下:(1)对Bi_3Ti_(1.5)W_(0.5)O_9铁电陶瓷进行稀土Er~(3+)离子单掺,发现通过改变Er~(3+)离子的掺杂浓度,可以实现上转换发光由绿光向黄光的调节,并且掺杂少量的Er~(3+)离子可以提高材料的电学性能和光学性能。对Bi_3Ti_(1.5)W_(0.5)O_9铁电陶瓷进行稀土Er~(3+)/Yb~(3+)离子共掺,材料在980nm激光激发下发射出明亮的绿光,并且Yb~(3+)离子引入后,BTW陶瓷的温度传感灵敏度提高了33%。在Er~(3+)/Yb~(3+)共掺的基础上,引入La~(3+)离子A位取代Bi~(3+)增强了材料的铁电性能和介电性能并降低居里温度。此外,在Er~(3+)/Yb~(3+)共掺的基础上,引入适量的Nb~(5+)离子取代BTW陶瓷的B位Ti~(4+)、W~(6+)离子,当Nb~(5+)离子浓度为4mol%时,铁电性能最优,极化强度取得最大值为17.7μC/cm~2,对应的矫顽场最小,约为147.5kV/cm。(2)通过传统的固相反应法制备了Er~(3+)掺杂和Er~(3+)/Yb~(3+)共掺杂的xLiNbO_3-(1-x)(K,Na)NbO_3(x LN-(1-x)KNN)复相铁电陶瓷,发现极化状态能够调控上转换发光强度。在2 kV/mm极化电场下,增加极化时间可以提高上转换发光强度。对该样品引入3mol%的Yb~(3+)离子,上转换发光和温度传感性能均有显着提高。在更宽的温度范围内(83K-663K)得到的温度传感灵敏度提高了131%。(3)基于材料设计的想法,制备几种不同基质的钨酸盐复相材料,包括钨酸锶(SWO)类材料、钨酸镧钙(La_(2x)Ca_(3(1-x))(WO_4)_3)类材料和钨酸钾钇(xKYW-(1-x)KW)类材料。在Er~(3+)掺杂钨酸锶复相材料中,根据对样品的成分分析,材料的结构分为SWOE-0.2和SWOE-0.25,SWOE-0.333和SWOE-0.4,SWOE-0.5和SWOE-0.6共3类,上转换发光特征也表现为3类。在这6种基质材料中SWOE-0.6的灵敏度最高,即在83K-563K的范围内,在523K处取得最高灵敏度0.01275K~(-1)。研究稀土Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂钨酸镧钙类复相材料,发现以复相材料为基质的上转换发光强度远远超过纯相CaWO_4和La_2(WO_4)_3基质材料的发光强度。在较宽温度范围内,复相钨酸盐发光材料依旧保持较高温度传感性能。研究稀土Er~(3+)/Yb~(3+)掺杂的钨酸钾钇复相材料,发现复相材料的上转换材料发光强度远远高于纯相材料的发光强度,x=0.6时材料的上转换发光性能最佳,并且在非常宽的测量温度范围(83K到663K)内灵敏度很高,最高灵敏度为0.0147K~(-1)。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-06-01）
酒俊霞[6]（2018）在《氧化物基近红外上转换纳米余辉材料可控合成及发光性质》一文中研究指出纳米上转换发光材料可以将低频率的光子转化为高频率的光子,常常发出位于可见光或近红外光区的光,近年来引起了人们越来越多人的关注。而长余辉发光材料则是激发光源停止或移去后,能持续发光数分钟或数小时的一种储能材料。将其二者各自独特的光学性质有效的结合的多功能复合纳米上转换近红外长余辉材料近年来得到越来越多人的青睐,在很多领域都有潜在的应用价值,尤其是在生物医学成像和医学诊断方面。采用两相溶剂热法(ST)合成了镧系元素掺杂的Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换发光纳米材料,并在980 nm光的激发下,观察到红光增强的现象。与传统的的高温固相法(SS)合成的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换体材料在相同的烧结温度(700oC)下相比,合成的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换纳米晶的绿光和红光分别增强19.7,23.4倍。用两相溶剂热法合成了的Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3纳米材料经过700oC,2h的退火之后与高温固相法1600oC,6 h的烧结之后获得Yb~(3+),Er~(3+)共掺杂的Sc_2O_3上转换体材料相比,相对红光增强6.6倍。通过分析掺杂Yb~(3+)的光谱、功率依赖和寿命曲线,我们发现Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料Er~(3+):~4F_(9/2)能级的红光发射电子布局可能有叁个途径:a、激发态吸收(ESA),b、两步能量转移(ET),c、Er~(3+)的~2H_(11/2),~4S_(3/2)的能级通过交叉弛豫(CR)与反能量转移(CRB)的非多光子弛豫机理。在Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)上转换纳米材料中Er~(3+):~2H1_(1/2),~4S_(3/2)的绿光发射是叁光子过程,可描述为:Yb~(3+):~2F_(5/2)+Er~(3+):~4F_(9/2)→Yb~(3+):~2F_(7/2)+Er~(3+):~2H_(9/2)。结果表明,两相溶剂热法合成的Sc_2O_3:Yb~(3+),Er~(3+)可以作为一个高效的红光上转换纳米荧光粉;两相溶剂热合成的Sc_2O_3是一个合适的上转换基质。采用油酸和甲苯辅助的两相法合成了平均粒径为2 nm的稀土离子共掺杂的ZnGa_2O_4:Cr~(3+),Yb~(3+),Er~(3+)上转换近红外长余辉纳米荧光粉(UCPLNPs)。利用XRD、TEM及光致光谱分别对其微结构、形貌、上转换荧光和余辉性能进行了研究。合成的粉末可被紫外光(254 nm)和980 nm近红外光有效激发,可观察到来自于Cr~(3+):~2E→~4A_2的电子跃迁,峰值位于696 nm近红外光及来自Er~(3+):~4F_(9/2)→~4I_(15/2)跃迁在630-700 nm范围的红光发射,关闭光源后被测样品可再被紫外光(254 nm)、红光(650 nm)和980 nm光再激励,获得在696 nm处近红外余辉发射。同时研究了不同Yb~(3+)掺杂浓度下的上转换和余辉发射规律,浓度为10mol%时,余辉衰减速率最慢其原因是Yb~(3+)的掺杂产生了更多的陷阱中。同时研究了余辉发光机理和上转换发光机理,揭示了余辉时间增长和多模式激励的光物理机制。(本文来源于《长春工业大学》期刊2018-06-01）
顾小兵[7]（2018）在《量子点发光二极管的金属氧化物材料及结构优化研究》一文中研究指出胶体量子点具有能带可调、光谱半峰宽窄、发光波长覆盖广、荧光量子产率高等优异特性,在太阳能电池、光电二极管、发光二极管和生物标记、生物检测中等领域得到了广泛应用。基于量子点半导体材料的量子点发光二极管,继承了量子点材料独特的光电特性,具有高色纯度、高分辨率、色域广、发光在全波段可调等优异性能,是继LCD、OLED后最具潜力的显示和照明技术。论文以提高量子点发光二极管发光效率为目的,分别从电子传输层的优化,过渡金属氧化物作空穴注入层,光提取技术叁个方面展开了研究。论文的主要工作和创新如下:(1)开发了一种由氧化锌和氧化锌镁纳米颗粒组成的新型混合电子传输层,将量子点发光二极管的外量子效率提高到了13.5%,分别是采用纯氧化锌和掺镁氧化锌纳米颗粒器件的1.29倍和1.33倍,亮度也增加到了22100 cd/m~2。经测量单电子器件的电流密度-电压关系和瞬态荧光光谱,发现混合型电子传输层的性能优于传统的氧化锌和掺镁氧化锌纳米颗粒层。(2)成功使用低温溶液法制备了氧化钼纳米颗粒,并将其作为量子点发光二极管的空穴注入层。经实验结果表明,氧化钼薄膜在100℃的退火温度下,表现出与poly-TPD相匹配的能级,可以显着提升空穴注入能力。器件的最高外量子效率为11.6%,在偏压为10 V时,器件的最高亮度达到27100 cd/m~2。(3)使用简单、低廉和可重复的湿法化学蚀刻工艺来粗糙化ITO玻璃衬底的表面,形成了大量凹坑微结构,粗糙的衬底表面减少了衬底/空气界面的反射模式,抑制了光波导模式。具有粗糙表面的量子点发光二极管与无刻蚀的器件相比,不仅外量子效率有了很大提高,最大值增加了12%,最大亮度提高了1.8倍,而边缘逸出的光则减少了一半。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2018-06-01）
丁鑫[8]（2018）在《近紫外及蓝光激发的LED用氧化物基发光材料的制备及其性能研究》一文中研究指出白色发光二极管(简称w-LED)固体光源作为最新代照明器件,以其革命式的优良性质已经受到越来越多的关注。常用白光LED产生的方式有叁基色芯片组合法和芯片加荧光粉组合法(荧光转换法,简称pc-LED)。其中荧光粉材料是产生白光的不可或缺的关键因素。pc-LED中的代表即蓝光芯片加黄色荧光粉法是目前市场上使用最广泛的方式之一;为了解决蓝光芯片加黄色荧光粉的先天缺陷,另一类pc-LED的产生方式即近紫外芯片加叁基色荧光粉也逐渐被广泛研究。本论文针对pc-LED两种产生方式存在的一些关键问题,通过材料结构设计,结构精细化研究,合成条件控制,理论模拟,发光性质表征等手段系统地研究了几种近紫外和蓝光激发的氧化物发光材料,其主要研究内容和结果如下:1.针对目前近紫外激发的蓝光和绿光荧光粉存在的问题,使用高温固相法合成了叁种在可见光范围内短波长发射的发光材料。K_2ZrSi_3O_9:Eu~(2+)蓝色-绿色发光材料,分别使用XRD精修,透射电镜,光致光谱,反射光谱等手段研究了其结构,发光,离子占位等情况。在400 nm的近紫外光激发下K_2ZrSi_3O_9:Eu~(2+)表现出波长在465 nm的蓝光发射,分别使用Al~(3+)和Sc~(3+)离子进行电荷补偿,由于离子半径差和对晶体产生畸变的影响不同,发现Al~(3+)的加入不会改变Eu~(2+)在晶格中的占位,Sc~(3+)的加入使得Eu~(2+)更倾向于占据Zr~(4+)的格位,进而发射绿光。因此在同一基质中通过不同的电荷补偿离子实现了蓝光和绿光发射。通过离子对的取代合成了一种近紫外激发的绿色发光材料Ba_5(PO_4)_2SiO_4:Eu~(2+),这种材料是以Ba_5(PO_4)_3F为结构原型,用[PO_4]~(3-)+X~-→[SiO_4]~(4-)取代方式合成的。这种发光材料的最强激发在400 nm左右,能够实现波长在516 nm左右的绿光发射,研究发现Eu~(2+)占据两种不同晶体场环境的格位,发射峰能够拟合为两个单峰。由于较低的热激活能使得该发光材料的热猝灭性质较差。通过与商用蓝粉BAM:Eu~(2+)和红粉CaAlSiN_3:Eu~(2+)混合,配合近紫外芯片成功制作了具有暖白光发射的LED。Ca_3Hf_2SiAl_2O_(12):Ce~(3+)是具有典型石榴石结构的青光发光材料,通过XRD精修及透射测试,首次确定了其具体的晶胞数据。该发光材料在400 nm的近紫外光激发下能够实现波长在450-550 nm范围内的青光发射,青色发光的发光材料能够有效的补充用叁基色荧光粉产生白光时蓝光和绿光之间的缺失部分。该发光材料在150~oC仍能保持70%以上的发光强度,发光效率较高,具有不错的应用价值。2.针对目前近紫外激发的红橙光发光材料的问题,研究了两种长波长发射的发光材料,包括Sr_9(Li,Na,K)Mg(PO_4)_7:Eu~(2+),LiBa_(12)(BO_3)_7F_4:Eu~(2+)。Sr_9(Li,Na,K)Mg(PO_4)_7:Eu~(2+)在400 nm近紫外光激发下具有半高宽为100 nm以上的橙光发射。其发射光谱覆盖范围广,且具有部分红光发射,在制作白光LED中能够有效避免红光缺失的情况。在该系列发光材料中,以Sr_9LiMg(PO_4)_7:Eu~(2+)为研究重点,发现Eu~(2+)在晶体中有叁种不同的发光环境,分别能够发射波长在527,608和680 nm的宽带可见光。该发光材料的热猝灭性质较差,是因为在该晶体结构中的多面体均以刚性较弱的共点连接,导致高温下晶格易发生扭曲变形。在940~oC较低温度下合成了一种红色发光材料LiBa_(12)(BO_3)_7F_4:Eu~(2+),该发光材料在400 nm激发下能够发射波长在650 nm的红光,其半高宽为89 nm。在该晶体结构中有特殊的环状通道结构,且Ba~(2+)呈现均匀的层状排列方式。Eu~(2+)占据叁种不同的Ba~(2+)格位,通过MS(Materails Studio)理论模拟发现,该基质具有3.67eV的直接带隙,将1%的Eu~(2+)掺杂到不同格位后发现带隙中存在着不同的Eu~(2+)的基态和激发态能级,不同基态与激发态之间的能量差与发射光谱中叁个发射峰对应的能量相一致。通过与商用BAM:Eu~(2+),(Sr,Ba)_2SiO_4:Eu~(2+)混合,用叁基色的方式制作了暖白光LED,其色坐标、色温、显色指数和流明效率分为(0.3475,0.3416)、4856 K、84.1和72.6 lm/W。3.针对蓝光激发的红色荧光粉存在的问题,开发了两种非稀土离子Mn~(4+)掺杂的红色发光材料。设计合成了两种Mn~(4+)掺杂的红光材料Mg_3Ga_2GeO_8:Mn~(4+)和K_2Ge_4O_9:Mn~(4+)。Mg_3Ga_2GeO_8:Mn~(4+)是MgGa_2O_4-Mg_2GeO_4尖晶石固溶体的中间相,Mn~(4+)占据了其中的八面体配位的Mg~(2+)/Ga~(3+)格位,通过Li~+的电荷补偿,发光强度有了明显提高。该发光材料的最强激发在420 nm附近,接近蓝光,同时也具有较强的近紫外激发。用近紫外芯片与BAM:Eu~(2+)和(Sr,Ba)_2SiO_4:Eu~(2+)混合,制作的暖白光LED的色坐标为(0.316,0.375),色温为3440K。K_2Ge_4O_9:Mn~(4+)的合成温度为900~oC。其激发光是蓝光,在450 nm附近,能够发射波长在663 nm附近的红光。Mn~(4+)同样占据了晶体中八面体格位。由于Mn-O电荷迁移带的作用使得该荧光粉的热猝灭性质较差。该发光材料能有效的补充蓝光芯片与黄色荧光粉产生冷白光中缺少的红光部分。使用蓝光芯片将K_2Ge_4O_9:Mn~(4+)与YAG混合之后得到的白光LED的色温从6343K下降到3119K,显色指数从65.4增加到84.1。(本文来源于《兰州大学》期刊2018-04-01）
胡英元[9]（2018）在《基于二苯硫醚及其氧化物的有机发光材料的合成及其光电性能》一文中研究指出近几十年来,无金属的有机发光材料由于其具有丰富多彩的发光特性,同时对于光学存储、生物探测及成像、传感器、激光和有机发光二极管(OLEDs)等领域的发展具有巨大的潜在应用价值而受到科学家们广泛的研究兴趣。因此,有机发光进程,包括光致发光(PL)和电致发光(EL)在内,已经被研究的很全面了。特别地,激发态间的相互作用是重要并且复杂的,因为它对于实现何种发光性质起着决定性的作用,例如荧光,室温磷光(RTP),热活化延迟荧光(TADF)等。目前这几类材料已经被广泛开发,但是仍有突出的问题有待于解决,例如对于热活化延迟荧光,深蓝光材料以及可溶液加工型材料匮乏、色纯度差;对于室温磷光,材料匮乏、实现条件苛刻、只局限在PL研究进程中。为此,本论文着重为了解决这些问题,提出了一系列重要的策略。在第二章,我们首次设计并采用C-N偶联聚合方式合成了D-A交替型聚合物延迟荧光材料,保证合适的共轭长度并实现了深蓝光发射。其中,基于P3-SO2的溶液加工型OLED器件,实现了最大外量子效率(EQE)为5.3%,最大功率效率为4.2 lm/W,色度坐标(CIE)为(0.16,0.10)的器件性能,与国家电视系统委员会(NTSC)定义的蓝光标准(0.14,0.08)很接近。在第叁章,基于第二章的成果,我们利用能量转移策略成功构筑了一系列光色渐变的聚合物TADF材料,并将其制备溶液加工型器件,最后基于P1的器件,实现了最高EQE为6.1%的天蓝光发射,CIE为(0.20,0.28);在蓝绿光器件中,P3的器件效率最高,最大EQE为8.7%。在第四章,令人感兴趣地,同样基于第二章中的一个偶然发现,我们发展了一系列可溶环状蓝光TADF小分子,在旋涂纯膜和晶体粉末的PL测试中,我们观察到了其独特的室温磷光特性,最后通过光物理表征,单晶分析以及理论计算对其进行了验证,这不同于以往需要单晶条件下或是主客体体系才能实现RTP。在第五章,借鉴环状小分子的研究成果,我们设计合成了一系列具有极小半波发射峰宽(FWHM)的高溶极深蓝光笼状小分子,通过推拉电子能力的调节,可以有效地调节单叁线态能级差(ΔE_(ST)),从而导致TADF的有效发射。最后,3SO2显示了延迟荧光特性,制备器件后,实现了TADF-OLEDs中未见报道的器件性能,最大EQE为2.63%,FWHM只有35 nm,CIE_y值小于0.05。在第六章,通过简单单元(联萘和氨基)的构筑,我们合成了具有室温磷光和圆偏振光(CPL)双重发光特性的材料,系统性地探究了不同室温磷光的实现条件以及利用理论计算解释了圆偏振光不同环境下信号颠倒的现象,同时,进一步研究了CPL型室温磷光的电致发光进程。(本文来源于《华南理工大学》期刊2018-03-28）
董泽[10]（2017）在《稀土掺杂钨青铜氧化物材料晶体结构、发光性能与电学属性研究》一文中研究指出稀土掺杂铁电上转换材料因其潜在的应用最近受到科学界广泛关注,与以往通常研究的铁电基质不同,本论文关注钨青铜(TB)铁电体,系统研究了稀土离子替代对TB材料结构与性能的影响,并探讨了其中的物理规律。本论文研究工作分以下五方面:(1)利用固相法制备了Ba_4La_(0.95-x)Gd_xEr_(0.05)TiNb_9O_(30)系列材料,室温下样品均形成四方钨青铜结构,空间群为P4bm。研究表明Gd3+能有效调控材料的发光、铁电与磁性能。(2)采用固相法合成了SrxBa5.91-xEr0.06Ti2Nb8O30系列材料。X射线分析表明,当0≤x≤3时,晶体结构为四方相,空间群为P4bm;而当3<x≤5.91时,晶体结构为正交相,空间群为Pba2。有趣的是,材料上转换发光强度随x增加也展现出明显的依赖性,研究表明上转换光谱是探测TB材料晶体结构的一种新的有效途径。(3)采用固相法合成了Ba_(3.75)La_(0.833-x )Er_xNb_(10)O_(30)系列无铅多功能氧化物,室温下样品形成单相未充满型TB结构,空间群为P4bm。随着Er3+掺杂量的增大,材料会由顺电态经弛豫铁电态最终过渡到正常铁电态。同时分析了A1位许容因子tA1对材料极化态和相转变行为的影响规律。另外,利用荧光强度比原理测试了材料的探温性能,结果表明其可以作为一种潜在的光学温度计,最高灵敏度为0.0025K-1。(4)通过熔盐法制备了纳米级K_2Bi_(0.98-x)Er_(0.02)YbxNb_5O_(15)材料,晶体结构为正交钨青铜。形貌分析表明稀土掺杂浓度对晶粒尺寸没有明显影响,晶粒尺寸主要由烧结温度决定。进一步,我们重点揭示了晶粒尺寸对材料探温性能的影响规律,研究表明晶粒尺寸越小越有助于提高材料探温灵敏度,并给出了其中的物理规律。(5)通过固相法制备了新型非充满型TB材料Ba5-5xSm5xTi5xNb10-5xO30,其晶体结构为四方钨青铜,空间群P4bm。研究表明样品铁电相变温度随掺杂浓度x的增加呈现出两种不同变化趋势,以往A位离子半径差理论不能解释该现象。研究表明四方度能有效描述铁电相变温度,我们认为四方度是表征非充满TB材料铁电性能更有效的参数。(本文来源于《中国民航大学》期刊2017-05-18）
氧化物发光材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,微/纳米稀土发光材料广泛应用于荧光粉、光催化、平板显示、生物荧光探针等领域。除了激活剂离子的固有物理特性外,选择理想的主体基质对于发光性质至关重要。稀土氟氧化物因其化学和热性质稳定、声子能量低的特点而备受关注,钒酸盐是优良的基质敏化型材料。微/纳米基质材料的性质与其形貌、尺寸等因素密切相关,因此特定形貌的微/纳米基质材料的可控制备具有重要意义。本文主要利用水热合成方法制备了稀土氟氧化物和钒酸盐发光材料,并研究了材料的物相、结构、形貌、影响因素及光谱等特性。主要工作内容如下:(1)在不添加模板和任何表面活性剂的情况下,通过水热及煅烧的方法合成了尺寸均一、分散性良好的菱方相YOF和正交相Y_6O_5F_8微盘状晶体。研究了不同摩尔比NH_4HCO_3和NaF的加入量对产物的影响,分别获得了不同形貌的YOF、Y_6O_5F_8、NaYF_4和YF_3产物。通过掺杂Eu~(3+)、Yb~(3+),Er~(3+)和Yb~(3+),Tm~(3+)分别研究了YOF和Y_6O_5F_8微晶的上、下转换发光特性,从晶胞结构角度解释了两种晶体激发和发射光谱不同的原因,样品呈现锐而强的线状荧光发射,表明YOF和Y_6O_5F_8微晶可作为优良的荧光基质材料。(2)通过水热及煅烧的方法合成了粒径均一、分散性良好的四方片状YOF微晶。研究发现反应温度对产物形貌的有重要影响,当温度在160和120 ~oC等较高温度时,产物不能保持四方片形貌,产生长管状形貌。当温度在低于80 ~oC时,不利于反应顺利进行。在紫外光激发下,YOF:Eu~(3+)样品呈现很强的荧光发射。在980 nm激光激发下,YOF:Yb~(3+),Er~(3+)和YOF:Yb~(3+),Tm~(3+)能够呈现其特征发光,且峰形尖锐,证明四方片状YOF为优良的荧光基质材料。(3)以聚丙烯酸(PAA)为表面活性剂,采用一步水热法制备了分散性良好的八面体状YVO_4微晶材料。在样品合成过程中,溶液的pH对样品的最终形貌和结晶性产生很大影响。当pH较低时,产物为类球形结构,当pH为12.7时,所得产物为八面体结构,其中八面体结构的产物结晶性最好。荧光光谱表明,八面体YVO_4:Eu~(3+)和YVO_4:Sm~(3+)中VO_4~3￣具有较强的敏化作用,样品均能呈现其特征发光,发光性能优异。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氧化物发光材料论文参考文献
[1].张晟.近紫外和蓝光激发的镥基氧化物发光材料的制备与发光特性研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所).2019
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[3].刘雪.808nm红外光响应氧化物上转换发光材料及其荧光增强研究[D].西北大学.2019
[4].曹娇兰.LED用稀土离子掺杂B/Si/P氧化物复合基发光材料的制备与发光性能研究[D].内蒙古师范大学.2018
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[6].酒俊霞.氧化物基近红外上转换纳米余辉材料可控合成及发光性质[D].长春工业大学.2018
[7].顾小兵.量子点发光二极管的金属氧化物材料及结构优化研究[D].南昌航空大学.2018
[8].丁鑫.近紫外及蓝光激发的LED用氧化物基发光材料的制备及其性能研究[D].兰州大学.2018
[9].胡英元.基于二苯硫醚及其氧化物的有机发光材料的合成及其光电性能[D].华南理工大学.2018
[10].董泽.稀土掺杂钨青铜氧化物材料晶体结构、发光性能与电学属性研究[D].中国民航大学.2017