氮(氧)化物长余辉发光材料的非平衡制备及其机理研究

批准号:
51872327
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
袁轩一
依托单位:
学科分类:
E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
赵翀、汪玉珍、陈张霖、左传东
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中文摘要
氮(氧)化物由于具有丰富的发光光谱以及良好的化学稳定性能,是探索新型长余辉发光材料的重要材料体系。然而,由于氮(氧)化物制备条件十分苛刻,氮(氧)化物长余辉发光材料及其机理的相关研究相对缺乏。本项目针对该问题,拟采用非平衡制备技术快速合成一系列氮(氧)化物长余辉发光材料,研究在非平衡合成中晶体生长控制、离子掺杂行为、缺陷调控的控制规律;结合多孔材料制备技术,研究坯体孔隙分布特征对晶体生长、粉体形貌均匀性的影响规律,解决非平衡制备中产物不均匀的难题;探明在不同非平衡过程中,材料本征缺陷、掺杂缺陷的变化(包括缺陷类型、深度、浓度)与有效陷阱能级的关系,深入理解不同类型氮(氧)化物长余辉发光的物理过程;最终为探索新型氮(氧)化物长余辉发光材料提供一种简易、快速筛选的合成方法和相关理论基础。
英文摘要
Nitride (oxynitride) is a key material system for exploring new type of long afterglow luminescent materials,because of their abundant emission spectrum and high chemical stability. However, the current manufacturing process for nitride (oxynitride) is quite demanding.The researches on the nitride (oxynitride) long afterglow luminescent materials are related lack and little is currently known about the mechanism of persistent luminescence in nitride (oxynitride) materials. In this project, we research on preparation of a series of nitride (oxynitride) long afterglow luminescent materials by novel non-equilibrium synthesis with fabrication techniques of porous ceramics. The influence of non-equilibrium synthesis process and distribution characteristics of the porous body on crystal synthesis, growth defects, rare-earth doped and powder morphology uniformity will be studied. In addition, the relationship between the changing of intrinsic and doped defect in materials(including the species、concentration and depth of defects) with the effective trap level will be researched.The detailed physical mechanism of nitride (oxynitride) long afterglow luminescent process will be revealed.Finally, we open a simple pathway for exploration of new type of nitride (oxynitride) long afterglow luminescent materials by non-equilibrium fabrication process and provide relevant theoretical basis.
研发简单、高效的合成制备手段和调控方法对探索、设计新型高效氮化物长余辉发光材料及其相关应用具有十分重要的意义。本项目采用燃烧合成非平衡制备技术,快速合成制备了AlN: Eu2+, AlN:Mn2+, CaAlSiN3:Ln (Ln=Eu, Ce, Dy, Pr, Tb, Gd, Sm, Tm, Nd)、(M,Ca)AlSiN3:Eu2+ (M=Sr, Mg)、CaAlSiN3: Mn2+一系列氮化物荧光粉体。系统研究了燃烧合成工艺控制、基质组分、单/多离子掺杂等对材料发光光谱调控和余辉发光性能的关系,掌握了快速合成制备氮化物长余辉发光材料的非平衡制备技术。项目完成了计划书中的研究内容,达到了预期目标,取得的主要成果如下:1)实现了AlN:Eu2+发光光谱从427nm到527nm的范围内的极大调控;2)采用“反应原位掺杂Si”方式,显著提升AlN:Mn2+ 红色长余辉发光性能(主峰波长600 nm,余辉时间1200 s);3)采用快速合成方法,在CaAlSiN3体系中发现了众多长余辉发光现象,包括CaAlSiN3:Eu2+,Ce3+ 红色长余辉发光(主峰波长625 nm,余辉时间6300 s)、CaAlSiN3: Ce3+ 黄色长余辉发光(主峰波长547 nm,余辉时间4860 s)、SrAlSiN3:Eu2+ 红色长余辉发光(主峰波长600 nm,余辉时间12000 s)等高性能长余辉氮化物发光材料;4)通过基质调控,在Mg0.2Ca0.8AlSiN3: Eu2+中获得了深陷阱发光,探索了其光信息存储功能;5)通过调整Mn2+在CaAlSiN3基质中占据不同配位多面体的比例,实现了对材料发光光谱的调制,并获得了相应红色长余辉发光。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Optical temperature sensing based on phonon-assisted population of Dy3+ sensitized by Gd3+ in Gd2Ge2O7 nanophosphors
基于 Gd2Ge2O7 纳米磷光体中 Gd3 敏化的声子辅助 Dy3 群体的光学温度传感
DOI:10.1016/j.jlumin.2020.117567
发表时间:2020-11
期刊:JOURNAL OF LUMINESCENCE
影响因子:3.6
作者:Ye Wanggui;Wang Yuzhen;Zhao Chong;Wen Zicheng;Cao Zhiquan;Cao Zhijun;Shen Xiaofei;Li Yingkui;Yuan Xuanyi;Wang Chong;Ma Chaoyang;Cao Yongge
通讯作者:Cao Yongge
Splendid cryogenic optical thermometry and rewritable photomemory based on up-conversion luminescence of K0.5Bi0.5TiO3: Er/In ceramic
基于 K0.5Bi0.5TiO3: Er/In 陶瓷上转换发光的出色低温光学测温和可重写光存储
DOI:10.1039/d1tc04118e
发表时间:2021
期刊:Journal of Materials Chemistry C
影响因子:6.4
作者:Yuzhen Wang;Yanan Wang;Chaoyang Ma;Yanbin Li;Chong Zhao;Wanggui Ye;Wen Zicheng;Xuanyi Yuan;Yongge Cao
通讯作者:Yongge Cao
Temperature sensing properties of NaYTiO4: Yb/Tm phosphors based on near-infrared up-conversion luminescence
基于近红外上转换发光的NaYTiO4:Yb/Tm荧光粉的温度传感特性
DOI:10.1016/j.jlumin.2022.118917
发表时间:2022-04
期刊:Journal of Luminescence
影响因子:3.6
作者:Yuzhen Wang;Yanbin Li;Chaoyang Ma;Zicheng Wen;Xuanyi Yuan;Yongge Cao
通讯作者:Yongge Cao
Synthesis of blue-emitting AlN:Eu2+ spherical phosphors by carbothermal reduction nitridation method
碳热还原氮化法合成蓝色AlN:Eu2球形荧光粉
DOI:10.1111/jace.17050
发表时间:2020
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CERAMIC SOCIETY
影响因子:3.9
作者:Li Sen;Zhang Jie;Tian Zhaobo;Yuan Xuanyi;Du Songmo;Wang Qi;Cao Wenbin
通讯作者:Cao Wenbin
碳辅凝胶燃烧合成高熵纳米复合材料新技术及其电催化性能研究
- 批准号:52271234
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:54万元
- 批准年份:2022
- 负责人:袁轩一
- 依托单位:
白光LED用硅基氮化物荧光粉体的非平衡制备新技术及其光谱调控研究
- 批准号:51302311
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:袁轩一
- 依托单位:
国内基金
海外基金
