白光LED由于其具有高可靠性,較長的壽命,較低的能耗,綠色環(huán)保等獨特的性質(zhì),被稱作是可以取代高頻熒光燈(節(jié)能燈)的新一代的固態(tài)照明光源。目前,實現(xiàn)白光LED的最主要方法就是熒光轉(zhuǎn)換法。隨著研究與應用的發(fā)展,熒光轉(zhuǎn)換法實現(xiàn)白光LED中主要存在的問題是紅色熒光粉的效率低、性能較差,物理化學性質(zhì)不穩(wěn)定等缺點,使得白光LED顯色指數(shù)低,色溫較高,阻礙其進一步發(fā)展。因此,研究可以被紫外光(UV)或者近紫外光(n-UV)有效激發(fā)的具有發(fā)光效率高,穩(wěn)定性好的紅色熒光粉是現(xiàn)階段的研究高效白光LED的重中之重。鉬酸鹽由于具有較低的合成溫度,性能穩(wěn)定,鉬酸根可以有效吸收能量并將能量傳遞給發(fā)光中心等優(yōu)點,成為一種有發(fā)展?jié)摿Φ臒晒夥刍w。本論文采用傳統(tǒng)的高溫固相法制備了三種體系的鉬酸鹽基紅色熒光粉,分別是KGd(Mo O_4)_2,Sr Y_2(Mo O_4)_4和K_5Y(Mo O_4)_4。(1)實驗首先通過對制備工藝的探索,確定了KGd(Mo O_4)_2基紅色熒光粉最佳的合成溫度在800 ~oC和保溫時間為3個小時。并研究了激活離子Sm~(3+)的濃度對KGd(Mo O_4)_2:Sm~(3+)紅色熒光粉發(fā)光性能的關系,以及Sm~(3+)-Bi~(3+)共摻的體系得到的熒光粉結構和發(fā)光性能。實驗和測試結果表明,當Sm~(3+)摻雜量為0.06時,發(fā)光強度最高,性能最佳,最適用于近紫外LED激發(fā),最佳發(fā)射峰在646 nm處;共摻入的Bi~(3+)并沒有改變KGd(Mo O_4)_2:Sm~(3+)紅色熒光粉的激發(fā)和發(fā)射光譜中峰的形狀和位置,但是有效的擴寬和強化在紫外到藍光區(qū)域的激發(fā)光譜,并且可以有效提高發(fā)光強度。y=0.07是Bi~(3+)的最佳摻雜量,可以使該熒光粉發(fā)光強度提高2.4倍。(2)采用高溫固相法制備白鎢礦結構的高配位鉬酸鹽基Sr Y_2(Mo O_4)_4紅色熒光粉。研究單摻Sm~(3+)時熒光粉的發(fā)光性能,并在此基礎上引入不同類型的含氧酸根(BO_3~(3-),PO_4~(3-)),實現(xiàn)對熒光粉發(fā)光性能改善。實驗結果表明,Sr Y_2(Mo O_4)_4:Sm~(3+)紅色熒光粉的最佳激發(fā)和發(fā)射峰分別位于407 nm和648 nm,x=0.05是Sm~(3+)的最佳摻雜量。樣品的CIE坐標為(0.600,0.395),呈現(xiàn)出紅色發(fā)光;通過對其物相結構,微觀形貌,官能團測試等分析手段表明,少量含氧酸根的摻雜沒有改變基體原本的物相結構,BO_3~(3-)和PO_4~(3-)是以固溶體的形式存在于Sr Y_2(Mo O_4)_4的晶體中,并且會增強樣品的結晶度,但是過量的含氧酸鹽會使結構發(fā)生畸變甚至被破壞。含氧酸根的摻入可以有效提高熒光粉在紫外區(qū)域的吸收能力,并且可以大大增強熒光粉的發(fā)光強度,其中BO_3~(3-)的最佳摻雜量為0.2,發(fā)光強度可以提高約2.29倍;PO_4~(3-)最佳摻雜量為0.15,發(fā)光強度可以提高2.56倍,同時也會使得樣品的色坐標向紅色偏移。(3)使用高溫固相法制備了兩種稀土離子(Eu~(3+),Sm~(3+))摻雜的K_5Y(Mo O_4)_4紅色熒光粉。對于K_5Y(Mo O_4)_4:Eu~(3+)紅色熒光粉來說,該熒光粉在395 nm近紫外光和466 nm的藍光處均有強烈的吸收,說明可以被近紫外LED芯片和藍光LED芯片有效激發(fā),峰位為612nm處的紅光是其最強的發(fā)射峰,最佳的摻雜量為x=0.2,CIE坐標是(0.656,0.343)。再次增大Eu~(3+)的摻雜量則會發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象,相鄰Eu~(3+)之間的電偶極-電偶極相互作用是發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象的機理。對于Sm~(3+)摻雜的K_5Y(Mo O_4)_4:x Sm~(3+)紅色熒光粉樣品,在340 nm到500 nm均有激發(fā)峰,其中最強的峰是407 nm的近紫外光。主要發(fā)射峰分別位于561 nm,600 nm和646 nm,最佳的摻雜量為x=0.05,繼續(xù)增加摻雜量則會發(fā)生濃度猝滅現(xiàn)象,根據(jù)dexter理論分析得知電偶極-電偶極相互作用是該熒光粉的發(fā)生濃度猝滅的機理。
【學位單位】：陜西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN104.3
【部分圖文】：

陜西科技大學碩士學位論文度對 KGd(MoO4)2熒光粉的影響在保溫 3h 下的具有不同煅燒溫度（700oC、 750oC、 950oC， 1000oC）的 KGd(MoO4)2:0.06Sm3 +的KGd(MoO4)2的標準卡片（JCPDS：52-1694）的對比

900oC、 950oC， 1000oC）的 KGd(MoO4)2:0.06Sm3 +的熒光與 KGd(MoO4)2的標準卡片（JCPDS：52-1694）的對比分-1 不同煅燒溫度下的 KGd(MoO4)2:0.06Sm3+的熒光粉樣品的 XRD1 XRD patterns of KGd(MoO4)2:0.06Sm3+phosphors for different caltemperatures

7°左右處的衍射峰隨著溫度的增加逐漸增強，26°~3，但是所有的衍射峰的位置均與 KGd(MoO4)2的標準oO4)2具有一個較為寬泛的合成溫度。是不同煅燒溫度下 KGd(MoO4)2:0.06Sm3+熒光粉的圖中可以清晰地看到，在 700oC 時制備的熒光粉樣規(guī)則，表面缺陷多且團聚現(xiàn)象嚴重，晶粒較小，平當煅燒溫度達到 800oC 時，樣品晶粒生長完整，表好，平均尺寸為 4 μm。此時 KGd(MoO4)2晶體已經(jīng)較為完整。900oC 及 1000oC，晶粒變?yōu)椴灰?guī)則的圖 3-2 (d)中最大晶粒約為 12 μm，最小晶粒約為 2 這可能是煅燒溫度過高，導致晶格發(fā)生畸變甚至是 定 最 佳 的 合 成 溫 度 ， 對 在 不 同 煅 燒 溫 度:0.06Sm3 +的熒光粉樣品進行發(fā)射光譜分析，探究煅系。其結果如圖 3-3 所示。

【參考文獻】

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本文編號：2820619