本文關(guān)鍵詞：稀土摻雜鈦酸鹽熒光粉的合成及性能研究

  更多相關(guān)文章： 鈦酸鹽 稀土 白光LED 發(fā)光性能 固相法

【摘要】：LED作為新一代固態(tài)照明器件,不僅具有效率高、體積小、反應(yīng)快、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),其抗震性好、使用方便和微型化的特點(diǎn)更是讓白光LED的使用范圍得到了拓寬。鈦酸鹽體系熒光粉具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,較低的合成溫度,是一種比較理想的發(fā)光材料,有著較好的應(yīng)用前景。本論文通過(guò)高溫固相法制備了NaGdTiO_4:Sm~(3+)紅色熒光粉、NaLaTiO_4:Eu~(3+)紅色熒光粉、NaLaTiO_4:Dy~(3+)白光熒光粉。分別通過(guò)X射線衍射、熒光分光光度計(jì)、紫外可見(jiàn)吸收光譜、掃描電子顯微鏡對(duì)熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)、微觀形貌、激發(fā)和發(fā)光性能以及發(fā)光原理進(jìn)行了分析和討論。采用高溫固相法合成了NaGd_(1-x)TiO_4:xSm~(~(3+))系列紅色熒光粉。確定出最佳燒結(jié)溫度為1000℃保溫4h,得到了正交晶系的NaGdTiO晶體,樣品為2-5μm左右的顆粒狀。該熒光粉的主激發(fā)峰位于409nm處,同時(shí)在460-490nm區(qū)域內(nèi)也有著強(qiáng)吸收。實(shí)驗(yàn)表明,樣品可以被紫外、近紫外和藍(lán)光波段的激發(fā)光源有效激發(fā)。當(dāng)以409nm激發(fā)時(shí),分別得到567nm(4G5/2→6H5/2)、607nm(4G5/2→6H7/2)和652nm(4G5/2→6H9/2)較強(qiáng)的熒光發(fā)射,其中607nm發(fā)射峰的發(fā)光強(qiáng)度最大,呈現(xiàn)明亮的紅光發(fā)射。同時(shí),研究了Sm~(3+)離子濃度與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系,當(dāng)Sm~(3+)離子的摻雜濃度為2.5mol%時(shí),Na Gd_(1-x)TiO_4:xSm~(3+)系列紅色熒光粉的可以獲得最佳的發(fā)光效果。因此,該熒光粉可以用作白光LED用黃色熒光粉YAG:Ce~(3+)的紅光補(bǔ)償粉。采用高溫固相法合成了NaLa_(1-x)TiO4:xEu~(3+)系列紅色熒光粉,其最佳燒結(jié)溫度為950℃保溫4h,屬于四方晶系。該熒光粉在396nm處有強(qiáng)烈的吸收,同時(shí)在467nm波段內(nèi)也有著強(qiáng)吸收,可以被近紫外和藍(lán)光LED芯片有效激發(fā)。在396nm激發(fā)下,樣品呈現(xiàn)出強(qiáng)烈的紅光發(fā)射,其發(fā)射峰分別位于波長(zhǎng)592nm、619nm和706nm處,對(duì)應(yīng)于Eu~(3+)的4f-4f軌道內(nèi)的5D0→7FJ(J=1,2,4)的電子躍遷。其中592nm(~(5)D_0→~(7)F1)和619nm(~(5)D_0→~(7)F_2)發(fā)射峰的發(fā)光強(qiáng)度最大,呈現(xiàn)明亮的紅光發(fā)射。當(dāng)Eu~(3+)的摻雜濃度為30mol%時(shí),NaLa_(1-x)TiO_4:x Eu~(3+)系列紅色熒光粉具有最大的發(fā)光強(qiáng)度。該紅色熒光粉的色坐標(biāo)為:x=0.664,y=0.335,十分接近國(guó)家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)NTSC所規(guī)定的理想紅光標(biāo)準(zhǔn)值(x=0.67,y=0.33)。因此,該發(fā)光材料用作白光LED用紅色熒光粉有一定的應(yīng)用潛力。采用高溫固相法合成了NaLa_(1-x)TiO_4:x Dy~(3+)系列白光熒光粉,其最佳燒結(jié)溫度為950℃保溫4h,屬于四方晶系。該熒光粉的主激發(fā)峰位于389nm處,同時(shí)在420-470nm藍(lán)光區(qū)域內(nèi)也有著強(qiáng)吸收,與近紫外和藍(lán)光LED芯片發(fā)光范圍十分吻合。在389nm激發(fā)下,樣品呈現(xiàn)出白光發(fā)射,其發(fā)射峰分別位于波長(zhǎng)486nm、583nm和663nm處,這均屬于Dy~(3+)的特征發(fā)射,這三個(gè)發(fā)射峰對(duì)應(yīng)于Dy~(3+)的4F9/2→6H15/2、4F9/2→6H13/2、4F9/2→6H11/2能級(jí)躍遷。其中位于486nm處的~(4)F_9/2→~(6)H_15/2電子躍遷產(chǎn)生藍(lán)光發(fā)射,位于583nm處的~(4)F_9/2→~(6)H_13/2電子躍遷產(chǎn)生黃光發(fā)射,這兩處發(fā)光的混合產(chǎn)生白光。當(dāng)Dy~(3+)的摻雜濃度為5mol%時(shí),該熒光粉的發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到最大,其色坐標(biāo)為(x=0.343,y=0.360)非常接近理想的白光色坐標(biāo)(x=0.33,y=0.33)。因此,該發(fā)光材料是一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的單一基質(zhì)白光LED熒光粉。
【關(guān)鍵詞】：鈦酸鹽 稀土 白光LED 發(fā)光性能 固相法
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O482.31;TM923.34
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 白光LED簡(jiǎn)介11-14
• 1.1.1 白光LED的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 白光LED的主要實(shí)現(xiàn)方式12-14
• 1.2 發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理14-19
• 1.2.1 發(fā)光材料的定義及分類14-15
• 1.2.2 發(fā)光材料的基本特征15-17
• 1.2.3 稀土發(fā)光材料17
• 1.2.4 稀土離子的躍遷17-19
• 1.2.5 稀土離子之間的能量傳遞19
• 1.2.6 稀土發(fā)光材料的優(yōu)點(diǎn)19
• 1.3 發(fā)光材料的合成方法19-21
• 1.3.1 高溫固相法19-20
• 1.3.2 溶膠-凝膠法20
• 1.3.3 共沉淀法20
• 1.3.4 水熱合成法20
• 1.3.5 燃燒合成法20-21
• 1.4 鈦酸鹽基質(zhì)熒光粉的研究進(jìn)展21-22
• 1.5 本論文研究的目的、意義及內(nèi)容22-23
• 1.5.1 論文研究的目的和意義22
• 1.5.2 論文研究的內(nèi)容22-23
• 2 NaGdTiO_4：Sm~(~(3+))熒光粉的合成與發(fā)光性能研究23-33
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備23-24
• 2.2.2 NaGdTiO_4：Sm~(3+)熒光粉的制備24-25
• 2.3 樣品的表征25-26
• 2.3.1 X射線衍射儀（XRD）25
• 2.3.2 熒光分光光度計(jì)25
• 2.3.3 紫外-可見(jiàn)-近紅外光譜儀25
• 2.3.4 掃描電子顯微鏡（SEM）25-26
• 2.4 結(jié)果與討論26-32
• 2.4.1 NaGdTiO_4：Sm~(3+)紅色熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)分析26-28
• 2.4.2 NaGdTiO_4：Sm~(3+)紅色熒光粉的發(fā)光性能分析28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 3 NaLaTiO_4：Eu~(3+)熒光粉的合成與發(fā)光性能研究33-41
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分33-35
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備33-34
• 3.2.2 NaLaTiO_4：Eu~(3+)熒光粉的制備34-35
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論35-40
• 3.3.1 NaGdTiO_4：Eu~(3+)的晶體結(jié)構(gòu)分析35
• 3.3.2 NaGdTiO_4：Eu~(3+)的激發(fā)光譜分析35-36
• 3.3.3 NaGdTiO_4：Eu~(3+)的紫外可見(jiàn)吸收光譜分析36-37
• 3.3.4 NaGdTiO_4：Eu~(3+)的發(fā)光性能分析37-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 4 NaGdTiO_4：Dy~(3+)熒光粉的合成與發(fā)光性能研究41-49
• 4.1 引言41
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分41-42
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備41-42
• 4.2.2 NaGdTiO_4：Dy~(3+)熒光粉的制備42
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論42-48
• 4.3.1 NaGdTiO_4：Dy~(3+)的晶體結(jié)構(gòu)分析42-43
• 4.3.2 NaGdTiO_4：Dy~(3+)的激發(fā)光譜分析43-44
• 4.3.3 NaGdTiO_4：Dy~(3+)的發(fā)光性能分析44-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 結(jié)論49-51
• 致謝51-52
• 參考文獻(xiàn)52-59
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文59-60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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本文編號(hào)：761218