隨著藍(lán)光和近紫外光發(fā)光二極管（LED）的效率提升及應(yīng)用推廣,“LED芯片+稀土熒光粉”技術(shù)推動了稀土發(fā)光材料的快速發(fā)展。在LED照明領(lǐng)域,大功率照明和全光譜照明儼然成為業(yè)界關(guān)注的焦點,因此高熱穩(wěn)定性熒光粉和紅色熒光粉的研發(fā)是熒光材料發(fā)展的總體趨勢。在特種LED光源應(yīng)用領(lǐng)域,可被藍(lán)光激發(fā)的寬帶近紅外光發(fā)光材料的缺乏,成為紅外探測器應(yīng)用發(fā)展的“瓶頸”。基于此,本論文圍繞面向LED應(yīng)用的稀土熒光粉展開研究,選取ABPO4、β-Ca3（PO4）2、A3BSi2O7型材料作為研究對象,提出了從稀土摻雜離子格位工程的角度出發(fā),研究稀土摻雜離子在熒光粉中的格位占據(jù)與發(fā)光性能之間的構(gòu)效關(guān)系,主要研究內(nèi)容可分為以下幾個方面。（1）以β-K2SO4為結(jié)構(gòu)原型,利用陽離子、陰離子共取代策略,設(shè)計合成了一種高熱穩(wěn)定性熒光粉K2Ba（CaPO4）2:Eu2+。通過對Eu2+離子在K2Ba（CaPO4）2中的格位占據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)不等價取代形成的缺陷能級參與了Eu2+在高溫發(fā)光的光子熱離化過程,使得該材料在200℃下仍保持無發(fā)光猝滅的優(yōu)異熱穩(wěn)定性,為大功率照明用稀土熒光粉的開發(fā)提供了材料設(shè)計基礎(chǔ)。（2）以β-Ca3（... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－丨稀土發(fā)光材料的應(yīng)用??－Ｉ?－??

為真空中的光速；／ｚ為普朗克常數(shù)。足單位換算為ｅＶ，發(fā)射波長Ｌ??（ｎｍ）為：??ｋｅ＝＼２Ａ０／Ｅｇ?（１－２）??表１－２給出了目前商用ＬＥＤ所使用的半導(dǎo)體發(fā)光材料及其所對應(yīng)的發(fā)光顏??色�？梢钥闯觯桑畹暮吭礁�，能帶間隙越寬，發(fā)射光的能量越高。近年來，??通過采用雙異質(zhì)結(jié)技術(shù)，實現(xiàn)了對載流子的控制，提升了?ＬＥＤ的性能。??七－｜０?－、０?—ｆ〇?－，?？士?？．?＋Ｊ?｝??痛ｏ?為ｏ?’?，＋??Ｐ區(qū)?ＰＮ結(jié)?Ｎ區(qū)?????１｜｜｜?＜／???圖１－３?ＬＥＤ芯片發(fā)光結(jié)構(gòu)不意圖??表１－２現(xiàn)已實現(xiàn)商業(yè)化的高效ＬＥＤ的材料和結(jié)構(gòu)組成??發(fā)光顏色?半導(dǎo)體材料?雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)??紅（Ｒｅｄ）?Ｇａｏ．５Ｉｎｏ．５Ｐ?ｎ－ＡｌＧａｌｎＰ／ＧａｌｎＰ／ｐ－ＡｌＧａｌｎＰ??綠（Ｇｒｅｅｎ）?Ｇａｏ．２５Ｔｎｏ．７５Ｎ?ｎ－ＧａＮ／ＧａｌｎＮ／ｐ－ＡｌＧａＮ／ｐ－ＧａＮ??藍(lán)（Ｂｌｕｅ）?Ｇａ〇．２ｌｎ〇?８ＰＮ?ｎ－ＧａＮ／ＧａｌｎＮ／ｐ－ＡｌＧａＮ／ｐ－ＧａＮ??１．３．２白光ＬＥＤ的實現(xiàn)方式??目前，白光ＬＥＤ的實現(xiàn)方式主要分為三類［１］，如圖１－４所示。（１）采用??紅、綠、藍(lán)三基色芯片組合直接獲得白光。這種方法得到的白光ＬＥＤ具有高??的發(fā)光效率和顯色指數(shù)，但是由于不同芯片的光衰不同，隨著工作時間的延??長及溫度的升高會引起色溫飄移；另外，三種芯片需要復(fù)雜的封裝和控制電??路，導(dǎo)致了昂貴的生產(chǎn)成本。（２）近紫外芯片涂覆紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉組??合得到白光。這種方法的優(yōu)點是可以通過調(diào)節(jié)三基色熒光粉的比例調(diào)控白光??ＬＥＤ器件的各項光學(xué)參數(shù)，從而獲得高顯色指數(shù)、低色溫的白光

藝、高的發(fā)光效率，使該方案成為目前??商用白光ＬＥＤ的主流合成方案。然而，這種方法中使用的黃光熒光粉??ＹＡＧ：Ｃｅ３＋的發(fā)光光譜中紅光成分的缺失，導(dǎo)致白光ＬＥＤ具有低的顯色指數(shù)??和聞的色溫。??，屬Ｓ＇］??、。〇〇〇。〇、?／〇－〇〇°〇〇＼??Ｐｈｏｓｐｈｏｒ?ｍｉｘｔｕｒｅ?Ｙｅｌｌｏｗ?ｐｈｏｓｐｈｏｒ??＿＿＿｜｜＿＿Ｉ?擎?、！丨??ＲＧＢ?ｃｈｉｐｓ?ＵＶ＞ｃｈｉｐｓ?＋?ＲＧＢ?ｐｈｏｓｐｈｏｒｓ?Ｂｌｕｅ?ｃｈｉｐｓ?＋ｙｅｌｌｏｗ?ｐｈｏｓｐｈｏｒ??圖１－４白光ＬＥＤ實現(xiàn)的三種方式ｍ??１．３．３商用熒光粉材料簡介??從白光ＬＥＤ的實現(xiàn)方式就可以看出，熒光粉在白光ＬＥＤ光效、顯色指??數(shù)、顏色調(diào)控等方面起著不可替代的作用。要作為白光ＬＥＤ用熒光粉，需滿??足以下幾個方面的性能要求：（１）能夠被近紫外或藍(lán)光芯片有效激發(fā)，且發(fā)射??出寬帶的可見光；（２）熒光粉具有高的量子效率；（３）熒光粉具有優(yōu)異的熱穩(wěn)??定性；（４）熒光粉具有很好的物理化學(xué)穩(wěn)定性，抗潮，不與封裝材料及半導(dǎo)體??芯片等發(fā)生反應(yīng)。目前，商用的白光ＬＥＤ熒光粉主要包括氧化物（硅酸鹽，??鋁酸鹽，磷酸鹽等）、硫化物／硫氧化物、氮化物／氮氧化物和氟化物／氟氧化物??等。圖１－５和表１－３列出了目前己經(jīng)商用的幾類白光ＬＥＤ用熒光粉。??ＬａｊＳ＾ＮｕｒＣｅ?ＧｃＩＹＡＧ?Ｋ２（Ｓｉ，Ｇｅ，Ｔｉ）Ｆ６：Ｍｎ４＋??ＢａＳ＾Ｏ＾Ｅｕ??Ｂ＾ＣｉｌｏＳＳｕ?［Ｉ?＾ａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｌ＞ｉ??Ｊ?（Ｂａ，Ｓｒ＞Ｍｇ）２Ｓｉ０４：Ｅｕ？?１?＿?暴氣：??４００?４５０?５００?５５０?６００?６５０?７００??圖１－５幾種典型的白光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]近紫外芯片激發(fā)的白光LED用黃色熒光粉Sr9Mg Li（PO4）7:Eu2+（英文）[J]. 喬建偉,夏志國,張志超,胡彬濤,劉泉林.  Science China Materials. 2018(07)
[2]Preparation and luminescence characteristics of Sr3SiO5:Eu2+ phosphor for white LED[J]. LI PanLai, YANG ZhiPing, WANG ZhiJun, GUO QingLin & LI XuCollege of Physics Science and Technology, Hebei University, Baoding 071002, China.  Chinese Science Bulletin. 2008(07)



本文編號：3390711