近年來(lái),白色發(fā)光二極管（W-LED）憑借效率高,綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)被視為理想的照明光源。熒光粉作為W-LED的重要組成部分,極大地影響著W-LED的性能。目前市場(chǎng)上常用的綠色熒光粉主要是β-Sialon:Eu²⁺,Lu₃Al₅O₁₂:Ce³⁺以及Ca₃Sc₂Si₃O₁₂:Ce³⁺。盡管部分綠色熒光粉已經(jīng)商用化,但綠色熒光粉依舊存在著種類匱乏、制備工藝復(fù)雜、色純度較低、熱穩(wěn)定性較差等諸多問(wèn)題。因此迫切需要開發(fā)一種新型高效、熱穩(wěn)定性能優(yōu)異的綠色熒光粉。本文主要針對(duì)上述存在問(wèn)題,設(shè)計(jì)并首次合成用于W-LED的新型石榴石結(jié)構(gòu)綠色熒光粉Ca₂MHf₂（AlO₄）₃:Ce³⁺（M=Y,Gd,La）,并系統(tǒng)研究了其發(fā)光性能及相關(guān)機(jī)理,具體工作如下:（1）采用高溫固相法合成了Ca<... 

【文章來(lái)源】：渤海大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

白色發(fā)光二極管構(gòu)造圖

渤海大學(xué)碩士學(xué)位論文3國(guó)廣泛關(guān)注，如我國(guó)成立的“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程項(xiàng)目”國(guó)家級(jí)計(jì)劃、美國(guó)的“固態(tài)照明國(guó)家研究項(xiàng)目”計(jì)劃、日本的《21世紀(jì)照明技術(shù)》計(jì)劃、歐盟的“彩虹”計(jì)劃等[12]。2014年，赤崎勇、天野浩和中村修二三位科學(xué)家因發(fā)明“高亮度藍(lán)色發(fā)光二極管”被國(guó)際諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1.2.2白光LED主要實(shí)現(xiàn)方式目前制備W-LED主要有以下兩種方式：（1）通過(guò)藍(lán)光GaN芯片涂覆釔鋁石榴石黃色熒光粉（YAG：Ce3+）制備W-LED[13]，如圖1-2（a）所示。這種技術(shù)手段缺點(diǎn)是由于黃色熒光粉YAG：Ce3+自身缺乏紅光成分從而導(dǎo)致其具有較差的顯色指數(shù)（Ra<80）以及較高的色溫（CCT>7750K），得到的白光也更趨近于冷白光[14]。圖1-2（a）藍(lán)色芯片與黃色熒光粉復(fù)合獲得白光示意圖；（b）（近）紫外芯片與三基色熒光粉復(fù)合獲得白光示意圖Figure1-2(a)Schematicdiagramofwhitelightobtainedbycombiningbluechipandyellowphosphorand(b)Schematicdiagramofwhitelightobtainedby(n)UVchipandthreeprimarycolorphosphor.（2）采用近紫外（380~410nm）或紫外（370~380nm）的LED芯片作為激發(fā)源，與商用紅綠藍(lán)三色熒光粉組合從而制備W-LED[15]，如圖1-2（b）所示。（近）紫外芯片與三基色熒光粉復(fù)合獲得的白光顏色相比較于第一種方式更加容易控制，顯色指數(shù)也相對(duì)較高，且由于紫外光的能量比藍(lán)光高，可激發(fā)的熒光粉種類更多。但是由于

白光LED用石榴石結(jié)構(gòu)熒光粉Ca2MHf2(AlO4)3:Ce3+(M=Y,Gd,La)的制備及其發(fā)光性能研究4（近）紫外芯片目前工作效率偏低，從而導(dǎo)致使用（近）紫外芯片與紅綠藍(lán)三基色熒光粉組合制備得到的W-LED工作效率偏低[16]，不過(guò)隨著（近）紫外芯片技術(shù)的日益成熟，（近）紫外芯片與紅綠藍(lán)三基色熒光粉制備W-LED這種技術(shù)手段的重要性將會(huì)逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。1.3稀土離子發(fā)光理論1.3.1稀土元素簡(jiǎn)介如圖1-3所示是最新版元素周期表，表中有兩行十分注目，分別為鑭系元素（57-71）和錒系元素（89-103），憑借其獨(dú)特的外層電子構(gòu)型，鑭系元素和錒系元素在光電磁等諸多領(lǐng)域大放異彩。考慮到錒系元素和鑭系元素中钷（Pm）均是放射性元素因此不做過(guò)多研究，目前研究領(lǐng)域僅限于鑭系元素中非放射性元素。具體說(shuō)來(lái)，即鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）和镥（Lu）。因此，人們通常把這14種元素統(tǒng)稱為稀土元素（RareEarth），簡(jiǎn)稱為稀土（RE或R）[17]。稀土元素的內(nèi)層4f軌道在原子序數(shù)增加時(shí)被電子填充，與此同時(shí)這些填充后的4f電子被最外層的5s2和5p6電子屏蔽，正是由于這種特殊的電子結(jié)構(gòu)，為稀土元素內(nèi)層電子在不同能級(jí)間躍遷奠定了基礎(chǔ)，也為其在光學(xué)領(lǐng)域充當(dāng)激活劑離子提供了可能[18]。圖1-3元素周期表Figure1-3Periodictable.

【參考文獻(xiàn)】：
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