介紹一個大學(xué)化學(xué)研究型綜合實驗——K2Ge F6:Mn熒光粉的化學(xué)共沉淀合成、結(jié)構(gòu)測定與發(fā)光性能研究。本實驗結(jié)合氧化還原與化學(xué)共沉淀法制備K2Ge F6:Mn熒光粉,借助XRD和SEM對粉體進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,并利用熒光光譜儀測試分析其發(fā)光性能,探究激活劑含量和反應(yīng)溫度對粉體結(jié)構(gòu)與性能的影響,獲得可應(yīng)用于商業(yè)白光LED的紅色熒光粉。通過該實驗的設(shè)計與實施,使學(xué)生在掌握基本實驗技能的同時,能夠結(jié)合基礎(chǔ)理論知識解釋實驗原理、分析實驗現(xiàn)象,并進(jìn)一步提升學(xué)生的科學(xué)研究思維和綜合運用知識的能力。 

【文章來源】：大學(xué)化學(xué). 2020,35(04)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

K2Ge1-x F6:Mnx(x=004,0.05,0.06,0.07,0.08)紅色熒光粉的熒光性能圖

圖1為不同Mn含量的K2Ge1-x F6:Mnx熒光粉(x=0.04,0.05,0.06,0.07,0.08)的XRD圖。從圖中可以看出，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)衍射卡片JCPDS No.73-1531，當(dāng)x<0.08時，不同濃度Mn含量樣品的XRD圖譜在衍射峰的位置＿和相對強(qiáng)度上都與標(biāo)準(zhǔn)卡片保持一致，說明合成產(chǎn)物均為單一相的K2GeF6:Mn,屬于六方晶系中的空間群。當(dāng)Mn含量為0.08時，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)衍射卡片JCPDS No.34-0733，在XRD圖譜中2θ=25.5°和30.8°處觀察到了K2MnF6的衍射峰，說明過多Mn含量的加入雖然沒有改變K2GeF6基質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，但會超出Mn與Ge在基質(zhì)中的固溶極限，從而產(chǎn)生雜質(zhì)相。圖2(a)為不同Mn含量的K2Ge1-x F6:Mnx熒光粉(x=0.04,0.05,0.06,0.07,0.08)的熒光光譜圖。從圖2(a)左側(cè)的激發(fā)光譜圖可以看出，其激發(fā)光譜由360 nm處和460 nm處的兩個吸收寬峰組成，分別歸屬于Mn4+自旋允許的4A2→4T1和4A2→4T2的電子躍遷。圖2(a)右側(cè)的發(fā)射光譜圖是在激發(fā)波長為460 nm時獲得，從中可以看出，發(fā)射光譜在590–660 nm范圍內(nèi)有強(qiáng)的發(fā)射峰，歸屬于Mn4+的2Eg→4A2躍遷發(fā)射，其最強(qiáng)發(fā)射峰的位置位于630 nm處，為典型的紅光發(fā)射。說明K2GeF6:Mn熒光粉可以很好地與近紫外或藍(lán)光LED用GaN芯片結(jié)合，產(chǎn)生高效的紅光發(fā)射。圖2(b)為K2Ge1-x F6:Mnx熒光粉的發(fā)射光相對強(qiáng)度隨Mn含量x的變化曲線。從中可以看出熒光強(qiáng)度隨著x的增加逐漸增強(qiáng)，當(dāng)摻雜濃度為0.06時發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大，之后隨著x的增加熒光強(qiáng)度逐漸減弱，發(fā)生典型的濃度淬滅現(xiàn)象。由此可知，Mn含量的最佳取值為x=0.06。

圖2 K2Ge1-x F6:Mnx(x=004,0.05,0.06,0.07,0.08)紅色熒光粉的熒光性能圖4.3 K2GeF6:Mn熒光粉在LED器件中的應(yīng)用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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