發(fā)布時間：2017-10-14 18:20

  本文關(guān)鍵詞：白光LED用鋁酸鹽基紅色熒光粉的制備及發(fā)光性能研究

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【摘要】：以鋁酸鹽作為基質(zhì)的紅色熒光粉由于具有良好的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性以及具有合成工藝簡單等特點,因而在白光LED方面具有一定的應(yīng)用前景。本文研究了Sr4Al14O25:M(M=Mn4+,Cr3+)、CaAl4O7:M(M=Mn4+,Cr3+,Sm3+)以及CaAl2O4:M(M= Cr3+,Eu3+,Sm3+)等紅色熒光粉的制備工藝及發(fā)光性能。具體工作如下：(1)采用高溫固相法制備了Sr4Al14O25:M(M=Mn4+,Cr3+)系紅色熒光粉,在紫外光激發(fā)下(365nm),其主要發(fā)射峰位于651 nm處,屬于Mn4+離子的2E→4A2躍遷過程,且色坐標位于深紅色區(qū)域；共摻少量的Ge4+可以有效地提高材料發(fā)光強度,Ge4+的最佳摻雜量為0.5 mol.%,而共摻少量的Sm3+則會降低材料的發(fā)光強度。對于Sr4Al14O25:Cr3+熒光粉而言,其主要的發(fā)射峰位于690nm處,屬于Cr3+離子的2E→4A2躍遷過程,其色坐標也處于深紅色區(qū)域。此外,通過在Sr4Al14O25 :Cr3+中共摻一定量的Sm3+后可以有效提高材料的發(fā)光強度,Cr3+與Sm3+之間的能量傳遞的方式主要為輻射躍遷。(2)采用高溫固相法合成了CaAl4O7:M(M=Mn4+,Cr3+,Sm3+)紅色熒光粉。CaAl4O7:Mn4+熒光粉主要的激發(fā)峰位于332 nm及460 nm處,分別對應(yīng)于Mn4+離子的4A2→4T1及4A2→4T2躍遷過程,其發(fā)射峰位于652 nm處；Mn4+最佳的摻雜濃度為0.05 mol.%；添加Na+、K+、Li+等電荷補償劑均能提高材料的發(fā)光強度。此外,CaAl4O7:Cr3+主要的激發(fā)峰位于414 nm及564 nm處,發(fā)射峰位于690 nm處,Cr3+的最佳摻雜濃度為0.20 mol.%。研究還發(fā)現(xiàn),CaAl4O7:Sm3+主要的激發(fā)峰位于362 nm、375 nm和404nm處,分別屬于Sm3+的8H6/2→4F7/2、8H6/2→8P32和H6/2→4L13/2躍遷過程,而其發(fā)射峰主要位于564 nm、 599 nm和651 nm處,分別對應(yīng)于Sm3+離子的4G6/2→8H6/2躍遷、4G6/2→8H7/2躍遷和4G6/2→8H8/2躍遷過程；Sm3+的最佳摻雜濃度為2.0 mol.%。 CaAl4O7:M(M=Mn4+,Cr3+)的色坐標處于深紅色區(qū)域,而CaAl4O7:Sm3+則處于橙紅色區(qū)域。(3)通過高溫固相法合成了CaAl2O4:M(M=Cr3+,Eu3+,Sm3+)紅色熒光粉。CaAl2O4:Cr3+主要的激發(fā)峰位于415 nm及563nm處,而發(fā)射峰位于690 nm處,Cr3+最佳的摻雜濃度為0.5mol.%,其色坐標位于深紅色區(qū)域。而CaAl2O4:Sm3+主要的激發(fā)峰位于361 nm、374 nm、403 nm處,發(fā)射峰分別位于562nm、599 nm和645 nm處,Sm3+的最佳摻雜濃度為2.0 mol.%,色坐標位于橙紅光區(qū)域。研究發(fā)現(xiàn),CaAl2O4:Eu3+主要的發(fā)射峰位于574 nm(5D0→7F0)、585nm(5D0→7F1)和614nm(5D0→7F2)處,Eu3+的最佳摻雜濃度為10 mol.%,色坐標位于紅色區(qū)域。
【關(guān)鍵詞】：白光LED 鋁酸鹽 紅色熒光粉 過渡族元素 稀土元素
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN312.8;TQ422
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-17
• 第一章 緒論17-27
• 1.1 白光LED的發(fā)展及其優(yōu)點17-18
• 1.2 白光LED的結(jié)構(gòu)和發(fā)光原理18-20
• 1.2.1 白光LED的基本結(jié)構(gòu)18-19
• 1.2.2 白光LED的發(fā)光方式19-20
• 1.3 熒光粉的主要合成方法20-21
• 1.4 白光LED用紅色熒光粉研究進展21-25
• 1.4.1 常用的激活劑及基質(zhì)21-23
• 1.4.2 鋁酸鹽基熒光粉的研究進展23-24
• 1.4.3 共摻雜改性研究24-25
• 1.5 本論文的研究目的和主要內(nèi)容25-27
• 1.5.1 研究目的25
• 1.5.2 研究內(nèi)容25-27
• 第二章 實驗部分27-30
• 2.1 實驗試劑與設(shè)備27-28
• 2.2 制備方法28
• 2.3 樣品性能表征28-30
• 2.3.1 物相分析28
• 2.3.2 形貌分析28-29
• 2.3.3 發(fā)光性能測試29-30
• 第三章 紅色熒光粉Sr_4Al_(14)O_(25)：M(M=Mn~(4+),Cr~(3+))的制備及共摻改性研究30-44
• 3.1 Sr_4Al_(14)O_(25)：M(M=Mn~(4+),Cr~(3+)),N(Sm~(3+),Ge~(4+))熒光粉的制備及性能表征30-33
• 3.1.1 樣品的制備30
• 3.1.2 物相分析30-32
• 3.1.3 微觀形貌分析32-33
• 3.2 Sr_4Al_(14)O_(25)：M(M=Mn~(4+),Cr~(3+))發(fā)光性能研究33-35
• 3.2.1 Sr_4Al_(14)O_(25):Mn~(4+)熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜33-34
• 3.2.2 Sr_4Al_(14)O_(25):Cr~(3+)熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜34-35
• 3.3 共摻Sm~(3+)對于Sr_4Al_(14)O_(25):M(M=Mn~(4+),Cr~(3+))熒光粉發(fā)光性能的影響35-41
• 3.3.1 Sm~(3+)對于Sr_4Al_(14)O_(25):Cr~(3+)光性能的影響35-38
• 3.3.2 Sm~(3+)對于Sr_4Al_(14)O_(25):Mn~(4+)發(fā)光性能的影響38-39
• 3.3.3 Sm~(3+)對Sr_4Al_(14)O_(25):M(M=Mn~(4+),Cr~(3+))顯色性的影響39-41
• 3.4 共摻Ge~(4+)對于Sr_4Al_(14)O_(25)：Mn~(4+)發(fā)光性能的影響41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 CaAl_4O_7：M(M=Mn~(4+),Cr~(3+),Sm~(3+))紅色熒光粉的制備和發(fā)光性能研究44-59
• 4.1 CaAl_4O_7:M(M=Mn~(4+),Cr~(3+),Sm~(3+))的制備及物相分析44-46
• 4.1.1 CaAl_4O_7:M(M=Mn~(4+),Cr~(3+),Sm~(3+))的制備44
• 4.1.2 物相分析44-46
• 4.2 CaAl_4O_7:Mn~(4+)的發(fā)光性能研究46-52
• 4.2.1 CaAl_4O_7:Mn~(4+)的激發(fā)和發(fā)射光譜46-48
• 4.2.2 Mn~(4+)離子濃度對CaAl_4O_7:Mn~(4+)發(fā)光強度的影響48-49
• 4.2.3 Na~+、K~+、Li~+離子對CaAl_4O_7:Mn~(4+)發(fā)光強度的影響49-52
• 4.3 CaAl_4O_7:Cr~(3+)的發(fā)光性能研究52-54
• 4.3.1 CaAl_4O_7:Cr~(3+)激發(fā)光譜和發(fā)射光譜52-53
• 4.3.2 Cr~(3+)離子濃度對CaAl_4O_7:Cr~(3+)發(fā)光強度的影響53-54
• 4.4 CaAl_4O_7：Sm~(3+)發(fā)光性能的研究54-56
• 4.4.1 CaAl_4O_7:Sm~(3+)激發(fā)和發(fā)射光譜54-55
• 4.4.2 Sm~(3+)離子濃度對于CaAl_4O_7：Sm~(3+)發(fā)光強度的影響55-56
• 4.5 CaAl_4O_7:M(M=Mn~(4+),Cr~(3+),Sm~(3+))的色坐標對比56-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第五章 CaAl_2O_4:M(M=Cr~(3+),Eu~(3+),Sm~(3+))紅色熒光粉的制備和發(fā)光性能研究59-70
• 5.1 CaAl_2O_4:M(M=Cr~(3+),Eu~(3+),Sm~(3+))紅色熒光粉的制備及物相分析59-61
• 5.1.1 CaAl_2O_4:M(M=Cr~(3+),Eu~(3+),Sm~(3+))紅色熒光粉的制備59
• 5.1.2 物相分析59-61
• 5.2 CaAl_2O_4:Cr~(3+)的發(fā)光性能研究61-63
• 5.2.1 CaAl_2O_4:Cr~(3+)的激發(fā)和發(fā)射光譜61-62
• 5.2.2 Cr~(3+)離子濃度變化對于CaAl_2O_4:Cr~(3+)發(fā)光強度的影響62-63
• 5.3 CaAl_2O_4:Sm~(3+)的發(fā)光性能研究63-65
• 5.3.1 CaAl_2O_4:Sm~(3+)的激發(fā)和發(fā)射光譜63-64
• 5.3.2 Sm~(3+)離子濃度變化對于CaAl_2O_4:Sm~(3+)發(fā)光強度的影響64-65
• 5.4 CaAl_2O_4:Eu~(3+)的發(fā)光性能研究65-67
• 5.4.1 CaAl_2O_4:Eu~(3+)的激發(fā)和發(fā)射光譜65-66
• 5.4.2 Eu~(3+)離子濃度變化對于CaAl_2O_4:Eu~(3+)發(fā)光強度的影響66-67
• 5.5 CaAl_2O_4:M(M=C~(3+),Eu~(3+),Sm~(3+))色坐標對比67-69
• 5.6 本章小結(jié)69-70
• 第六章 結(jié)論與展望70-72
• 6.1 結(jié)論70-71
• 6.2 不足與展望71-72
• 參考文獻72-79
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果清單79

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