新型黄色长余辉材料<italic style="font-style: italic">γ</italic>‑SrGa2O4∶Bi3+的制备及性能

王亚杰; 王忠志; 王育华

doi:10.37188/CJL.20220197

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

新型黄色长余辉材料γ‑SrGa₂O₄∶Bi³⁺的制备及性能

材料合成及性能 | 更新时间：2023-10-27

- 新型黄色长余辉材料γ‑SrGa₂O₄∶Bi³⁺的制备及性能
  增强出版
- Preparation and Properties of A Novel Yellow Long Persistent Luminescence Material γ-SrGa₂O₄∶Bi³⁺
- 发光学报 2022年43卷第10期页码：1542-1551
- 作者机构：
  
  1.兰州大学材料与能源学院，甘肃兰州　730000
  2.包头稀土研究院，内蒙古包头　014030
- 作者简介：
  
  [ "王亚杰（1997-），男，甘肃天水人，硕士，2022年于兰州大学获得硕士学位，主要从事长余辉发光材料的研究。 E-mail： wangyajie15@lzu.edu.cn" ]
  [ "王忠志（1983-），男，黑龙江东宁县人，硕士，高级工程师，2008年于哈尔滨工业大学获得硕士学位，主要从事稀土发光材料的研究。 E-mail： 198322wzz@163.com" ]
  [ "王育华（1965-），男，甘肃甘南藏族自治州人，博士，教授，博士生导师，2001年于日本东北大学获得博士学位，主要从事长余辉发光材料、高亮度LED/Mini LED/Micro LED照明及显示用发光材料、植物生长用发光材料、光电催化材料、发光材料与阻燃材料的复合等光转化材料及器件、极端条件下新材料的合成、结构精修及性能表征的研究。 E-mail： wyh@lzu.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  北方稀土项目(NERE201908)
- DOI：10.37188/CJL.20220197
  中图分类号： O482.31
- 纸质出版日期：2022-10-05，
  
  收稿日期：2022-05-19，
  
  修回日期：2022-06-05，
扫描看全文
王亚杰,王忠志,王育华.新型黄色长余辉材料γ‑SrGa₂O₄∶Bi³⁺的制备及性能[J].发光学报,2022,43(10):1542-155110.37188/CJL.20220197.

WANG Ya-jie,WANG Zhong-zhi,WANG Yu-hua.Preparation and Properties of A Novel Yellow Long Persistent Luminescence Material γ-SrGa₂O₄∶Bi³⁺[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(10):1542-155110.37188/CJL.20220197.
王亚杰,王忠志,王育华.新型黄色长余辉材料γ‑SrGa₂O₄∶Bi³⁺的制备及性能[J].发光学报,2022,43(10):1542-155110.37188/CJL.20220197. DOI：

WANG Ya-jie,WANG Zhong-zhi,WANG Yu-hua.Preparation and Properties of A Novel Yellow Long Persistent Luminescence Material γ-SrGa₂O₄∶Bi³⁺[J].Chinese Journal of Luminescence,2022,43(10):1542-155110.37188/CJL.20220197. DOI：

摘要

长余辉材料中的深陷阱具有优异的能量存储和释放性能，因此在光学信息存储方面有很大应用优势。本文采用高温固相法合成了新型黄色长余辉材料

⁃SrGa

∶Bi

，其发射光谱是以565 nm为中心、范围为400~800 nm的宽带发射，该发射归属于Bi

离子的

→

跃迁。在紫外灯照射后，观察到

⁃SrGa

∶Bi

样品明亮的黄色长余辉发光。通过热释光谱分析可知

⁃SrGa

∶Bi

中主要有三种陷阱，其深度分别为0.678，0.838，0.978 eV。深度为0.678 eV的浅陷阱是该材料产生长余辉现象的主要原因，而深度为0.838 eV的深陷阱对应的热释峰强度在12 h后仅下降18.6%，这说明深陷阱中电子释放缓慢。基于材料的深陷阱性能，设计了字母图案并对其进行光学信息存储实验，结果表明该材料在信息存储方面有潜在应用前景。

Abstract

Deep traps in long persistent luminescence（LPL） materials have excellent energy storage and release properties， and thus have great application advantages in optical information storage. In this paper， a novel yellow long afterglow material

-SrGa

∶Bi

was synthesized by high-temperature solid-phase method， and its emission spectrum is a broadband emission centered at 565 nm in the range of 400-800 nm， which is attributed to the

→

transitions of Bi

. The bright yellow LPL of the

-SrGa

∶Bi

sample was observed after UV lamp irradiation. The analysis of the thermoluminescence（TL） curve indicates that there are three main traps in

-SrGa

∶Bi

with the depths of 0.678， 0.838， 0.978 eV， respectively. The shallow trap with a depth of 0.678 eV is the main reason for the LPL phenomenon of the material， while the intensity of the TL peak corresponding to the deep trap with a depth of 0.838 eV only decreases by 18.6% after 12 h， which indicates the slow electron release in the deep trap. Based on the deep trap properties of the material， the letter patterns were designed and experimented for optical information storage， and the results showed that the material has potential applications in information storage.

关键词

信息存储γ-SrGa2O4∶Bi3+黄色长余辉陷阱

Keywords

information storageγ-SrGa2O4∶Bi3+yellow long persistent luminescencetrap

references

罗昔贤，于晶杰，林广旭，等. 长余辉发光材料研究进展［J］. 发光学报， 2002， 23（5）： 497-502. doi: 10.3321/j.issn:1000-7032.2002.05.017http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1000-7032.2002.05.017

LUO X X， YU J J， LIN G X， et al. Development of long after glow phosphors ［J］. Chin. J. Lumin..， 2002， 23（5）： 497-502. （in Chinese）. doi: 10.3321/j.issn:1000-7032.2002.05.017http://dx.doi.org/10.3321/j.issn:1000-7032.2002.05.017

LI Y， GECEVICIUS M， QIU J R. Long persistent phosphors-from fundamentals to applications ［J］. Chem. Soc. Rev.， 2016， 45（8）： 2090-2136. doi: 10.1039/c5cs00582ehttp://dx.doi.org/10.1039/c5cs00582e

XU J， TANABE S. Persistent luminescence instead of phosphorescence： history， mechanism， and perspective ［J］. J. Lumin.， 2019， 205： 581-620. doi: 10.1016/j.jlumin.2018.09.047http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2018.09.047

ZHUANG Y X， WANG L， LV Y， et al. Optical data storage and multicolor emission readout on flexible films using deep-trap persistent luminescence materials ［J］. Adv. Funct. Mater.， 2018， 28（8）： 1705769-1-9. doi: 10.1002/adfm.201705769http://dx.doi.org/10.1002/adfm.201705769

LI H H， WANG Y H. Photocatalysis enhancement of CaAl2O4∶Eu2+， Nd3+@TiO2 composite powders ［J］. Res. Chem. Intermed.， 2010， 36（1）： 51-59. doi: 10.1007/s11164-010-0113-xhttp://dx.doi.org/10.1007/s11164-010-0113-x

刘峰，杨峰，杨慧，等. 红外波段的长余辉发光［J］. 发光学报， 2018， 39（11）： 1487-1495. doi: 10.3788/fgxb20183911.1487http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183911.1487

LIU F， YANG F， YANG H， et al. Long persistent luminescence in the infrared ［J］. Chin. J. Lumin.， 2018， 39（11）： 1487-1495. （in Chinese）. doi: 10.3788/fgxb20183911.1487http://dx.doi.org/10.3788/fgxb20183911.1487

SUN X Y， ZHANG J H， ZHANG X， et al. Long lasting yellow phosphorescence and photostimulated luminescence in Sr3SiO5∶Eu2+ and Sr3SiO5∶Eu2+， Dy3+ phosphors ［J］. J. Phys. D Appl. Phys.， 2008， 41（19）： 195414-1-4.

庄逸熙，陈敦榕，解荣军. 面向光学信息存储应用的深陷阱长余辉发光材料［J］. 激光与光电子学进展， 2021， 58（15）： 1516001-1-24. doi: 10.3788/lop202158.1516001http://dx.doi.org/10.3788/lop202158.1516001

ZHUANG Y X， CHEN D R， XIE R J. Persistent luminescent materials with deep traps for optical information storage ［J］. Laser Optoelectron. Prog.， 2021， 58（15）： 1516001-1-24. （in Chinese）. doi: 10.3788/lop202158.1516001http://dx.doi.org/10.3788/lop202158.1516001

JIA D D. Enhancement of long-persistence by Ce co-doping in CaS∶Eu2+， Tm3+ red phosphor ［J］. J. Electrochem. Soc.， 2006， 153（11）： H198-H201. doi: 10.1149/1.2337087http://dx.doi.org/10.1149/1.2337087

VAN DEN EECKHOUT K， SMET P F， POELMAN D. Luminescent afterglow behavior in the M2Si5N8∶Eu family （M = Ca， Sr， Ba）［J］. Materials， 2011， 4（6）： 980-990. doi: 10.3390/ma4060980http://dx.doi.org/10.3390/ma4060980

KOJIMA Y， TAKAHASHI A， UMEGAKI T. Synthesis of orange-red-emitting Eu2+， Pr3+ codoped SrS long afterglow phosphor ［J］. J. Lumin.， 2014， 146： 42-45. doi: 10.1016/j.jlumin.2013.08.063http://dx.doi.org/10.1016/j.jlumin.2013.08.063

LI H M， CAI J Z， PANG R， et al. A strategy for developing thermal-quenching-resistant emission and super-long persistent luminescence in BaGa2O4∶Bi3+ ［J］. J. Mater. Chem. C， 2019， 7（42）： 13088-13096. doi: 10.1039/c9tc04963khttp://dx.doi.org/10.1039/c9tc04963k

WANG S B， CHEN W B， ZHOU D C， et al. Long persistent properties of CaGa2O4∶Bi3+ at different ambient temperature ［J］. J. Am. Ceram. Soc.， 2017， 100（8）： 3514-3521. doi: 10.1111/jace.14875http://dx.doi.org/10.1111/jace.14875

ZHANG Y， CHEN D X， WANG W L， et al. Long-lasting ultraviolet-a persistent luminescence and photostimulated persistent luminescence in Bi3+-doped LiScGeO4 phosphor ［J］. Inorg. Chem. Front.， 2020， 7（17）： 3063-3071. doi: 10.1039/d0qi00578ahttp://dx.doi.org/10.1039/d0qi00578a

SHI J P， SUN X， ZHENG S H， et al. Super-long persistent luminescence in the ultraviolet a region from a Bi3+-doped LiYGeO4 phosphor ［J］. Adv. Opt. Mater.， 2019， 7（19）： 1900526-1-6. doi: 10.1002/adom.201900526http://dx.doi.org/10.1002/adom.201900526

ZHOU Z H， WANG X， YI X D， et al. Rechargeable and sunlight-activated Sr3Y2Ge3O12∶Bi3+ UV-visible-NIR persistent luminescence material for night-vision signage and optical information storage ［J］. Chem. Eng. J.， 2021， 421： 127820-1-11. doi: 10.1016/j.cej.2020.127820http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2020.127820

YANG S H， TU H F. Novel SrGa2O4 phosphor for tunable blue-white luminescence ［J］. J. Electrochem. Soc.， 2005， 152（1）： H1-H5. doi: 10.1149/1.1825914http://dx.doi.org/10.1149/1.1825914

LAI J A， QIU J B， WANG Q， et al. Disentangling site occupancy， cation regulation， and oxidation state regulation of the broadband near infrared emission in a chromium-doped SrGa4O7 phosphor ［J］. Inorg. Chem. Front.， 2020， 7（12）： 2313-2321. doi: 10.1039/d0qi00332hhttp://dx.doi.org/10.1039/d0qi00332h

ZHOU Y P， SETO T， KANG Z Y， et al. Design of highly efficient deep-red emission in the Mn4+ doped new-type structure CaMgAl10O17 for plant growth LED light ［J］. Dalton Trans.， 2021， 50（34）： 11793-11803. doi: 10.1039/d1dt02088ahttp://dx.doi.org/10.1039/d1dt02088a

KANG F W， YANG X B， PENG M Y， et al. Red photoluminescence from Bi3+ and the influence of the oxygen-vacancy perturbation in ScVO4： a combined experimental and theoretical study ［J］. J. Phys. Chem. C， 2014， 118（14）： 7515-7522. doi: 10.1021/jp4081965http://dx.doi.org/10.1021/jp4081965

JU H D， DENG W P， WANG B L， et al. The structure and luminescence properties of green Ca3Al2O6∶Bi3+ phosphors ［J］. J. Alloys Compd.， 2012， 516： 153-156. doi: 10.1016/j.jallcom.2011.12.011http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2011.12.011

ZHANG Q， WANG X C， DING X， et al. A broad band yellow-emitting Sr8CaBi（PO4）7∶Eu2+ phosphor for n-UV pumped white light emitting devices ［J］. Dyes Pigm.， 2018， 149： 268-275. doi: 10.1016/j.dyepig.2017.10.004http://dx.doi.org/10.1016/j.dyepig.2017.10.004

LI H M， PANG R， LUO Y Q， et al. Commendable Pr3+-activated Ba2Ga2GeO7 phosphor with high-brightness white long-persistent luminescence ［J］. J. Mater. Chem. C， 2019， 7（22）： 6698-6705. doi: 10.1039/c9tc01735fhttp://dx.doi.org/10.1039/c9tc01735f

ZHOU X F， GENG W Y， GUO H J， et al. K4CaGe3O9∶Mn2+， Yb3+： a novel orange-emitting long persistent luminescent phosphor with a special nanostructure ［J］. J. Mater. Chem. C， 2018， 6（27）： 7353-7360. doi: 10.1039/c8tc01845fhttp://dx.doi.org/10.1039/c8tc01845f

GUO H J， WANG Y H， CHEN W B， et al. Ca6BaP4O17∶Eu2+， Gd3+： a yellow emitting long-lasting phosphor with high brightness and long afterglow duration ［J］. New J. Chem.， 2016， 40（1）： 613-618. doi: 10.1039/c5nj02575chttp://dx.doi.org/10.1039/c5nj02575c

LIANG Y J， LIU F， CHEN Y F， et al. New function of the Yb3+ ion as an efficient emitter of persistent luminescence in the short-wave infrared ［J］. Light Sci. Appl.， 2016， 5（7）： e16124-1-6. doi: 10.1038/lsa.2016.124http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2016.124

SUN W Z， PANG R， LI H M， et al. Investigation of a novel color tunable long afterglow phosphor KGaGeO4∶Bi3+： luminescence properties and mechanism ［J］. J. Mater. Chem. C， 2017， 5（6）： 1346-1355. doi: 10.1039/c6tc04012hhttp://dx.doi.org/10.1039/c6tc04012h

浏览量

160

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

MEH-PPV/PEG聚合物电双稳器件的研究

Tm³⁺掺杂SrAl₂O₄:Eu²⁺的光激励和热释光性能

绿色长余辉材料 MgAl₂O₄ ∶ Mn²⁺ 的合成及其发光特性

蓝色长余辉光致荧光粉的研究

新型黄色长余辉材料γ‑SrGa2O4∶Bi3+的制备及性能

Preparation and Properties of A Novel Yellow Long Persistent Luminescence Material γ-SrGa2O4∶Bi3+

DOI：10.37188/CJL.20220197

摘要

Abstract

关键词

Keywords

references

新型黄色长余辉材料γ‑SrGa₂O₄∶Bi³⁺的制备及性能

Preparation and Properties of A Novel Yellow Long Persistent Luminescence Material γ-SrGa₂O₄∶Bi³⁺