Eu/Tm/Tb掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

石冬梅，赵营刚

(洛阳理工学院 材料科学与工程学院，河南 洛阳　471023)



Eu/Tm/Tb掺杂硼硅酸盐玻璃的发光性能

石冬梅*，赵营刚

(洛阳理工学院 材料科学与工程学院，河南 洛阳471023)

采用熔融淬冷法制备了性能优越的Eu/Tm/Tb单掺、双掺和三掺的硼硅酸盐玻璃。测试了样品的激发和发射光谱，计算了CIE色坐标，研究了紫外激发下Eu/Tm/Tb掺杂的硼硅酸盐玻璃的发光性能。结果表明：在361 nm激发下，随着Tm3+加入到Eu2O3掺杂的硼硅酸盐样品中，观察到Tm3+的459 nm(1D2→3F4)锐线特征发射峰，同时由于Eu3+,Eu2+→Tm3+的能量传递的存在降低了Eu2+的437 nm宽带峰及Eu3+的589 nm(5D0→7F1)和612 nm(5D0→7F2)的特征发射峰强度。在377 nm激发下，Eu/Tm/Tb三掺样品能够同时出现红、绿和蓝光。调节Eu2O3的含量能有效改变发光玻璃的发光强度和颜色，最终得到色坐标为(0.33,0.386 7)的发光玻璃。

硼硅酸盐玻璃；Eu/Tb/Tm；光谱性能；能量传递

*Corresponding Author,E-mail:sdmaymay@163.com

1　引　　言

21世纪是新能源的世纪，高效、环保、节能成为人们对新能源更高层次的要求。新一代照明工具的代表——白光LED具有体积小、能耗低、寿命长、结构紧凑和安全环保等优点，被誉为第四代照明光源[1-3]。国内外的科研工作者对LED 用光转换材料诸如荧光粉、荧光玻璃等进行了深入的研究[4-8]。研究者认为，作为白光 LED 器件的光转换材料必须具有能够被近紫外光或蓝光有效激发且发射光谱满足光源发光要求、物理化学性质稳定、不易潮解、不与封装材料和半导体芯片等发生反应的特点[4-5]。目前商用的白光 LED 是由蓝光 LED 芯片与黄色荧光粉(YAG∶Ce)组合、采用环氧树脂封装实现的。然而由于封装材料环氧树脂的老化极大程度上制约着这种LED的使用寿命[1,9-10]，因此寻找新的LED用光转换材料显得尤为迫切。

近年来，稀土掺杂玻璃材料由于具有透明度高、制造成本低、工艺简单以及可加工成任意形状等优点而广泛应用于照明、CRT及FED等发光设备及显示器件[10-12]。在照明方面，利用发光玻璃来代替荧光粉和环氧树脂的组合可以简化发光单元制作工艺，有利于实现光学设备的高度集成化[11]。基于此，人们转而研究稀土掺杂的发光玻璃替代荧光粉作为LED的光转换材料。顾路顺等[12]研究了Tb/Eu共掺的锌硼磷酸盐白光发光玻璃的制备及其发光性能，发现Tb/Eu的共掺能够获得冷白到暖白之间的白光。Liang等[13]研究了Tb3+-Sm3+掺杂的SiO2-CaO-BaO-B2O3玻璃的发光性能及能量传递。但要使稀土掺杂的发光玻璃能够在白光LED上得到实际应用，还需要对其制备工艺和发光机理进行更全面和深入的研究。

本文制备了Tm2O3/Eu2O3/Tb7O4单掺、双掺及三掺的硼硅酸盐玻璃，研究了其发光机理与能量传递，通过调节稀土离子的掺杂种类和浓度实现了多色发光，为实现白光LED用稀土掺杂发光玻璃的进一步应用打下了良好的基础。

2　实　　验

2.1实验材料制备与表征

实验制备的发光玻璃组成如表1所示。实验采用的原料为分析纯的SiO2、H3BO3、BaCO3和Na2CO3，以及纯度大于99.99%的Eu2O3、Tm2O3和Tb4O7。

按表1所列的配方准确称取混合料15 g，于玛瑙研钵中充分混合并研磨均匀，然后放入刚玉坩埚，置于1 480 ℃的电炉中熔制，熔制时间为30～40 min。将熔融液体倒入预热的不锈钢模具中冷却成型，并放于马弗炉中进行退火处理。样品经研磨抛光后制成20 mm×15 mm×2.0 mm的样品。用英国Edingburgh FLS920型稳态/瞬态荧光光谱仪测试样品的激发光谱和发射光谱。所有测试均在室温下进行。

表1　玻璃样品的组成(摩尔分数)

3　结果与讨论

3.1单掺玻璃发光光谱

图1为Tb4O7、Tm2O3和Eu2O3单掺的S1、S2和S3样品在监测波长分别为541，480，613 nm时的激发光谱。在S1样品的激发光谱中观察到了源于Tb3+的4f8→4f75d跃迁的230～300 nm范围内宽的吸收带[14]。在300～400 nm范围内的激发峰是由Tb3+的4f-4f跃迁引起的，主要有以317，351，357，367，377 nm为中心的5个激发峰，分别对应于Tb3+的7F6→5H7，5D2，5L10，5G6，5D3跃迁[13-17]。在480 nm波长监测下，S2样品在200～450 nm范围内仅包含一个中心在358 nm附近的激发峰，对应于Tm3+的3H6→1D2跃迁。在613 nm(Eu3+：5D0→7F2)监测下，S3样品在240～350 nm范围内有一个中心约在270 nm的宽的激发带，它包括300 nm以下弱的激发带和以318 nm为中心的较强的激发带。300 nm以下的激发带主要是由Eu3+和O2-间的电荷转移跃迁引起的，而中心在318 nm和327 nm处的激发带是由于7F0→5H6和7F0→5H3跃迁引起[18]。在350～550 nm范围内可以观察到Eu3+离子的6条均由特征f-f跃迁引起的谱带，其中心位置分别在361(中等)，381(中等)，391(强)，413(弱)，464(较强)，532 nm(弱)，分别对应于Eu3+的7F0→5D4、7F0→5L7、7F0→5L6、7F0→5D3、7F0→5D2、7F1→5D1跃迁[9,18]。300～390 nm的紫外光符合紫外LED芯片的发射波长范围，可作为激发光源实现白光发射。

图1S1、S2、S3分别在541，480，613 nm监测下的激发光谱,内插图为200～330 nm范围内的激发光谱。

Fig.1Excitation spectra of S1,S2,S3 monitored by 541,480,613 nm,respectively.Inset shows the excitation spectra in the range of 200-330 nm.

图2为S1、S2和S3样品分别在377，358，361 nm激发下的发射光谱，内插图为S1和S3样品的发射光谱。由图2可以观察到在377 nm激发下，S1样品在400～750 nm范围的发射光谱由宽带发射和线状发射光谱组成。414 nm附近的宽峰是Tb3+的5D3→7FJ(J=5，4，3)跃迁的简并，线状光谱由488，542，548，583，622 nm附近的峰组成，分别对应于Tb3+的5D4→7FJ(J=6，5，4，3)跃迁[19-20]。其中542 nm和548 nm均为5D4→7F5跃迁引起，这是晶体场的Stark能级分裂造成的。由图2可见，来自于5D4能级在绿色波段的发射是强烈的，而来自5D3态小于480 nm波长的发射是极弱的，几乎不能被探测到。通常，对于均匀分布的Tb3+激活系统，在低的Tb3+掺杂浓度下可以观察到小于488 nm归因于5D3激发态到7FJ基态跃迁的蓝色发射[21]。本实验中，S1样品在377 nm激发下可以观察到中心在414 nm和435 nm弱的发射峰，分别对应于5D3→7FJ(J=5，4)跃迁。正如图2所示，由于S1样品中Tb4O7的掺杂摩尔分数高达1%，高浓度的Tb3+的掺杂使得5D3态离子或许经由Tb3+(5D3)+Tb3+(7F6)→Tb3+(5D4)+Tb3+(7F0)交叉驰豫而大多数衰减到5D4能级，从而使得5D3→7FJ多重态的蓝色发射(414 nm和435 nm)非常弱。

在358 nm(3H6→1D2)激发下，S2样品中可以观察到源于Tm3+的以459 nm(1D2→3F4)为中心的强烈的发射峰和明显的479 nm(1G4→3H6)和650 nm(1G4→3F4)的发射峰。

由图2和图2内插图可知，在361 nm激发下，在S3样品的发射光谱中可以观察到源于Eu2+的4f65d→4f7跃迁的434 nm蓝紫色宽带发射峰，同时在红区可观察到Eu3+的特征发射。这说明在空气气氛下制备的硼硅酸盐发光玻璃中部分Eu3+被还原成Eu2+离子[22-23]。另外在550～720 nm范围还可以观察到以576，587，612，650，700 nm为中心的5个特征发射峰，分别对应于Eu3+的5D0→7FJ(J=0，1，2，3，4)跃迁。其中5D0→7F2,4跃迁是电偶极跃迁。610 nm(5D0→7F2)为中心的红色发射是超灵敏跃迁，遵从ΔJ=2的选择规则，能够发出明亮的红光。遵从选择规则ΔJ=1的5D0→7F1的发射属于磁偶极跃迁，发出中等亮度的橙色光。通常，如果Eu3+占据反演对称中心的位置，源于5D0→7F1跃迁的橙色光为主要的发射；反之，如果Eu3+占据非反演对称中心的位置，则源于5D0→7F2跃迁的电偶极跃迁占主导[9,22-23]。5D0→7F2跃迁的红色发射与5D0→7F1跃迁的橙色发射可用于反映Eu3+周围局域环境对称程度的高低，其比值越大，表明局域对称性越高[8]。

图2S1、S2、S3分别在377，358，361 nm激发下的发射光谱，内插图为S1和S3样品的发射光谱。

Fig.2Emission spectra of S1,S2,S3 excited by 377,358,361 nm,respectively.Inset shows the emission spectra of S1 and S3.

3.2Eu/Tm双掺玻璃样品的光谱性能

图3为S3、D3样品在361 nm激发下的下转换发射光谱(a)和S3、D3样品在613 nm监测下的激发光谱(b),其中图3(a)内插图为S2和S3样品的发射和激发光谱。由图3(a)可观察到，S3和D3样品在361 nm激发下能够有效地发出蓝光和红光，实现从紫外光到可见光的转换。在Eu2O3单掺样品中加入Tm3+后，D3样品中可以观察到强烈的以459 nm(Tm3+：1D2→3F4)为中心的锐锋、弱的478 nm(Tm3+：1G4→3H6)发射峰和对应于Eu3+的5D0→7FJ(J=1，2，3，4)跃迁的587，612，650，700 nm的发射峰。437 nm附近的400～550 nm范围的宽带发射为Eu2+蓝光发射宽峰，随着Tm3+加入到Eu2O3掺杂的硼硅酸盐样品中，源于Eu2+的437 nm宽带峰及Eu3+的587 nm(5D0→7F1)和612 nm(5D0→7F2)附近的特征发射峰强度呈现降低的趋势，说明在Eu/Tm共掺的样品中存在Eu3+,Eu2+→Tm3+的能量传递。结合图3(a)内插图S3样品的激发和S2样品的发射光谱可知，由于Tm3+的1D2能级的强荧光和共掺Eu3+的激发谱带重合，引起了Tm3+和Eu3+离子之间的能量转移。图3(b)为613 nm监测下S3和D3样品的激发光谱。在230～400 nm范围内可以观察到中心在250，320，361，380，393，400 nm附近明显的激发峰。另外由图1可知，Tm3+离子在紫外区域内只有一处358 nm附近的激发峰，因此考虑对Eu3+、Tm3+激发的综合需求，选取361 nm紫外光对样品进行激发。

图3(a)S3和D3样品的发射光谱(λex=361 nm)，内插图为S2和S3样品的发射和激发光谱重叠；(b)S3和D3样品的激发光谱(λem=613 nm)。

Fig.3(a)Emission spectra of S3 and D3(λex=361 nm).Inset depicts the overlap of emission and excitation spectra of S2 and S3.(b)Excitation spectra of S3 and D3(λem=613 nm).

3.3Eu/Tm/Tb三掺玻璃的发光光谱

图4为T1样品在487 nm和618 nm监测下的激发光谱(a)和377 nm激发下的Eu/Tm/Tb掺杂样品的发射光谱(b)。由图4(a)可以观察到在室温用618 nm和487 nm作为监测波长时，激发光谱是由一个在200～300 nm范围的弱的宽带峰和一组锐线峰两部分组成。200～300 nm范围的宽带峰是由Eu3+-O2-的电荷迁移引起的[9]。监测波长为618 nm时，可以观察到300 nm波长后位于377 nm和393 nm附近的较强锐线峰；而监测波长为487 nm时，其激发光谱包含以377 nm为中心的一组锐线光谱。经过综合考虑，对于T1～T4样品采用377 nm作为激发波长。

图4(b)为377 nm激发下的Eu/Tm/Tb三重掺杂样品的发射光谱。由图4(b)的Eu/Tm/Tb三掺样品的发射光谱可以观察到400～530 nm范围内对应于434 nm左右的蓝光宽带发射峰，包括414，434，459 nm的弱峰及以488 nm为中心的明显的发射峰；另外，还观察到明显的542，587，612，700 nm及弱的650 nm的发射。

图4　(a) T1的激发光谱；(b) T1～T4样品的发射光谱。

Fig.4(a) Excitation spectra of T1.(b) Emission spectra of T1,T2,T3,T4,respectively.

图5为Tm3+、Eu3+和Tb3+的能级结构图，图中标示了在这些稀土离子间存在的下转换布居过程和能量传递过程。结合图2和图5的分析发现，414 nm和434 nm附近的跃迁源于Tb3+的5D3→7FJ(J=5,4)和Eu2+的4f65d→4f7跃迁共同引起，而459 nm发射峰为Tm3+的1D2→3F4和Tb3+的5D3→7F3的共同贡献。488 nm发射峰为Tm3+的1G4→3H6和Tb3+的5D4→7F6跃迁。但由图1中单掺Tm3+样品的激发光谱可知，Tm3+在377 nm处几乎是没有吸收的，因此377 nm激发下的459 nm和488 nm处的发射是由Tb3+相应的跃迁引起的。542 nm发射为Tb3+的5D4→7F5跃迁引起的特征发射峰，587 nm发射是Tb3+的5D4→7F4和Eu3+的5D0→7F1跃迁共同的贡献。650 nm和700 nm 的发射峰归属于Eu3+的5D0→7FJ( J=3,4)能级跃迁。正如图2所示，在377 nm激发下，单掺Tb3+的样品能够观察到中心在612 nm附近的明显的发射峰，因此在三掺样品中的612 nm附近的发射是由于Eu3+的5D0→7F2和Tb3+的5D4→7F3的共同贡献引起的。可见在Eu/Tm/Tb三掺样品中能同时观察到明显的红、绿和蓝色光。随着Eu2O3含量的增加，所有三掺样品发射光谱的形状和位置是相似的，而每个样品中各发射峰的强度是不同的。除了Tb3+的542 nm特征发射峰强度降低之外，其他所有的发射峰强度均呈现先升高再降低的趋势，且在Eu2O3掺杂摩尔分数为0.5%时达到了最强。这证明在Eu/Tm/Tb三掺的体系中存在Tb3+向共掺的其他稀土离子的能量传递。由图1可知，单掺Tm2O3的样品只是能够被358 nm(3H6→1D2)有效激发，因此可以判定在377 nm激发下三掺体系中的蓝光主要源于Eu3+的5D3→7F3、Tb3+的5D4→7F6和Eu2+的4f65d→4f7跃迁。另外，即使Tm3+和Tb3+离子的浓度保持恒定(0.5%)，随着Eu2O3含量的增加，由于Eu3+向Tb3+的相应能级间的能量传递，459 nm处的发射强度逐渐增大，在Eu2O3的掺杂摩尔分数为0.5%时达到最强。然而，当Eu2O3(>0.5%)含量进一步增加后，由于稀土离子的浓度猝灭引起了除542 nm外其他发光峰强度的降低。浓度猝灭现象的产生与稀土离子间的间距有关，也和成分中的杂质特别是[OH]-基团的存在密切相关。当Eu2O3含量过高时，稀土离子间可能形成团簇或离子对，造成吸收能量的猝灭，而且高的稀土离子浓度增加了它们与玻璃中的[OH]-基团等杂质的相互作用几率而不能有效吸收泵浦光能量，从而导致能量传递效率下降，引起发光猝灭。

图5　Tm3+、Eu3+和Tb3+的部分能级结构图。

Fig.5Partial schematic energy level diagrams of Tm3+,Eu3+and Tb3+ions.

图6为Eu/Tm/Tb三掺硼硅酸盐玻璃样品在377 nm激发下的CIE色度图。由图6可知，通过调节Eu2O3的掺杂量可以控制T1～T4系列样品的颜色，从蓝绿区域向白光区域移动。当Eu2O3的摩尔分数为0.1%、0.3%、0.5%、1.0%时，样品的色坐标分别为(0.350 3,0.492 5)，(0.33,0.386 7)，(0.340 5,0.370 6)，(0.353 5,0.42)。其中T2样品的色坐标与标准白光的色坐标(0.33，0.33)最为接近。

图6　Tm/Eu/Tb三掺硼硅酸盐玻璃的色坐标

Fig.6CIE chromaticity diagram of Tm/Eu/Tb-doped triply borosilicate glass

4　结　　论

在361 nm激发下，随着Tm3+加入到Eu2O3掺杂的硼硅酸盐玻璃中，可以观察到Tm3+的459 nm锐线特征发射峰，且由于Eu3+,Eu2+→Tm3+的能量传递而使得源于Eu2+的437 nm宽带峰及Eu3+的589 nm和612 nm的特征发射峰强度降低。在Eu/Tm/Tb三重掺杂体系中，可以同时观察到红、绿、蓝光。当Tm3+和Tb3+掺杂浓度不变时，在377 nm激发下，随着Eu2O3掺杂含量的增加，Tb3+的542 nm特征发射峰强度逐渐降低，其他蓝色和红色特征发射峰的强度均呈现先升高再降低的趋势，且在Eu2O3的掺杂摩尔分数为0.5%时达到最强。在Tm/Eu/Tb三重掺杂的体系中，通过调节Eu2O3的掺杂量能够实现对该发光玻璃的发光颜色的可控调节，使得样品的发光从绿光向白光转变。当Eu2O3、Tm2O3和Tb4O7的掺杂摩尔分数分别为0.3%、0.5%和1.0%时，样品的色坐标(0.33,0.386 7)与标准白光的色坐标(0.33,0.33)接近。

[1]ZHU C F,WANG X,ZHANG M M,et al..Eu-,Tb-,and Dy-doped oxyfluoride silicate glasses for LED applications [J].J.Am.Ceram.Soc.,2014,97(3):854-861.

[2]GUO Q F,LIAO L B,XIA Z G.Luminescence properties and energy transfer in La6Ba4(SiO4)6F2∶Ce3+,Tb3+phosphors [J].J.Lumin.,2014,145:65-70.

[3]CHEN D Q,XIANG W D,LIANG X J,et al..Advances in transparent glass-ceramic phosphors for white light-emitting diodes—A review [J].J.Eur.Ceram.Soc.,2015,35(3):859-869.

[4]CHEN Q Q,DAI N L,LIU Z J,et al..White light luminous properties and energy transfer mechanism of rare earth ions in Ce3+/Tb3+/Sm3+co-doped glasses [J].Appl.Phys.A,2014,115(4):1159-1166.

[5]周青超,柏泽龙,鲁路，等.白光LED远程荧光粉技术研究进展与展望 [J].中国光学,2015,8(3):313-328.

ZHOU Q C,BAI Z L,LU L,et al..Remote phosphor technology for white LED applications:advances and prospects [J].Chin.Opt.,2015,8(3):313-328.(in Chinese)

[6]DENG S Z,QIU Z X,ZHANG M M,et al..Tricolor emitting and energy transfer in the phosphor Ba2ZnSi2O7∶Ce3+,Eu3+,Eu2+for white-LED based near-UV chips [J].J.Rare Earth.,2015,33(5):463-468.

[7]张岚,王喜贵.Eu3+∶ZnO1-xSx-SiO2发光材料的制备与发光性质 [J].稀土,2014,35(2):24-29.

ZHANG L,WANG X G.Preparation and luminescent properties of Eu3+∶ ZnO1-xSx-SiO2[J].Chin.Rare Earth.,2014,35(2):24-29.(in Chinese)

[8]高当丽,郑海荣,田宇,等.Tm3+和Ln3+(Ln3+=Yb3+,Er3+,Pr3+,Ho3+,Eu3+)共掺氟化物纳米晶体的光谱学性质 [J].中国科学:物理学 力学 天文学,2010,40(3):287-295.

GAO D L,ZHENG H R,TIAN Y,et al..Spectroscopic properties of Tm3+and Ln3+(Ln3+=Yb3+,Er3+,Pr3+,Ho3+,Eu3+) co-doped fluoride nanocrystals [J].Scientia Sinica Phys.,Mech.& Astron.,2010,40(3):287-295.(in Chinese)

[9]刘艳,姜营营,刘桂霞,等.NaY(WO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+白色荧光粉的制备与发光性能 [J].无机化学学报,2013,29(2):277-282.

LIU Y,JIANG Y Y,LIU G X,et al..Preparation and luminescence properties of NaY(WO4)2∶Eu3+/Tb3+/Tm3+white light phosphors [J].Chin.J.Inorg.Chem.,2013,29(2):277-282.(in Chinese)

[10]CHEN D Q,CHEN Y.Transparent Ce3+∶Y3Al5O12glass ceramic for organic-resin-free white-light-emitting diodes [J].Ceram.Int.,2014,40(9):15325-15329.

[11]黄建兵,张金朝,宋鹂.稀土离子掺杂硼铝酸盐玻璃的发光性能 [J].华东理工大学学报(自然科学版),2009,35(4):582-586.

HUANG J B,ZHANG J C,SONG L.Luminescence properties of rare earth ion-doped aluminoborate glass [J].J.East China Univ.Sci.Technol.(Nat.Sci.Ed.),2009,35(4):582-586.(in Chinese)

[12]顾路顺,施楠,张乐,等.Tb/Eu共掺锌硼磷酸盐白光发光玻璃的制备及其发光性能 [J].发光学报,2014,35(8):897-904.

GU L S,SHI N,ZHANG L,et al..Synthesis and luminescent properties of Tb/Eu co-doped zinc borophosphate glasses for white light generation [J].Chin.J.Lumin.,2014,35(8):897-904.(in Chinese)

[13]LIANG X L,YANG Y X,ZHU C F,et al..Luminescence properties of Tb3+-Sm3+codoped glasses for white light emitting diodes [J].Appl.Phys.Lett.,2007,91(9):091104-1-3.

[14]JIAO H,ZHANG N,JING X P,et al..Influence of rare earth elements (Sc,La,Gd and Lu) on the luminescent properties of green phosphor Y2SiO5∶Ce,Tb [J].Opt.Mater.,2007,29(8):1023-1028.

[15]LIN H,PUN E Y B,WANG X J,et al..Intense visible fluorescence and energy transfer in Dy3+,Tb3+,Sm3+and Eu3+doped rare-earth borate glasses [J].J.Alloys Compd.,2005,390(1-2):197-201.

[16]ZHANG X G,ZHOU L Y,PANG Q,et al..Tunable luminescence and Ce3+→Tb3+→Eu3+energy transfer of broadband-excited and narrow line red emitting Y2SiO5∶Ce3+,Tb3+,Eu3+phosphor [J].J.Phys.Chem.C,2014,118(14):7591-7598.

[18]RODRíGUEZ-GARCíA C E,PEREA-LóPEZ N,HIRATA G A,et al..Red-emitting SrIn2O4∶Eu3+phosphor powders for applications in solid state white lamps [J].J.Phys.D:Appl.Phys.,2008,41(9):092005.

[19]杨建龙,李友芬,吴纪颖.Eu2+,Tb3+共掺杂3/2-莫来石发光特性及Eu2+→Tb3+的能量传递 [J].科学通报,2009,54(5):569-573.

YANG J L,LI Y F,WU J Y.The luminescence characteristics of 3/2-mullite co-doped by Eu and Tb and energy transfer between them [J].Chin.Sci.Bull.,2009,54(5):569-573.(in Chinese)

[20]SASIKALA T,RAMA MOORTHY L.Photoluminescence properties of singly doped Tm3+and co-doped Tm3+/Tb3+ions in tellurite glasses [J].J.Mol.Struct.,2014,1076:529-534.

[21]KAO F S,CHEN T M.A study on the luminescent properties of new green-emitting terbium-activated CaIn2O4∶xTb phosphors [J].J.Lumin.,2002,96(2-4):261-267.

[22]BOUKERIKA,GUERBOUS L.Annealing effects on structural and luminescence properties of red Eu3+-doped Y2O3nanophosphors prepared by sol-gel method [J].J.Lumin.,2014,145:148-153.

[23]RAJU G S R,BUDDHUDU S.Emission analysis of Eu3+∶MgLaLiSi2O7powder phosphor [J].Phys.B,2008,403(4):619-623.

石冬梅(1978-)，女，河北石家庄人，博士，副教授，2009年于华南理工大学获得博士学位,主要从事稀土掺杂发光材料方面的研究。

E-mail:sdmaymay@163.com

Luminescence Properties of Eu/Tm/Tb-doped Borosilicate Glass

SHI Dong-mei*,ZHAO Ying-gang

(Department of Materials Science and Engineering,Luoyang Institute of Science and Technology,Luoyang 471023,China)

Eu/Tm/Tb-doped singly,doubly and triply borosilicate glasses were prepared using a conventional melting-quenching method.The luminescent properties of Eu/Tm/Tb-doped samples under the UV excitation were investigated in detail by measuring the excitation and emission spectra and calculating CIE chromaticity coordinates.The results show that the sharp emission peak centered at 459 nm originating from1D2→3F4of Tm3+is observed,and the characteristic emission intensity centered at 437 nm ascribing to the broad peak of Eu2+,589 nm(5D0→7F1)and 612 nm(5D0→7F2)of Eu3+is reduced due to the energy transfer from Eu3+,Eu2+to Tm3+ion.Red,green and blue light can be observed in Eu/Tm/Tb -doped triply samples simultaneously under the excitation of 377 nm.The luminescent intensity and color of borosilicate glasses might be changed by adjusting Eu2O3content,and the sample with CIE chromaticity coordinates(0.33,0.386 7)are obtained.

borosilicate glasses；Eu/Tb/Tm; spectroscopic property; energy transfer

1000-7032(2016)04-0392-07

2015-12-18；

2016-01-18

国家自然科学基金(51002070)；洛阳市科技发展计划(1401051A)资助项目

O482.31；TQ171

A

10.3788/fgxb20163704.0392