隨著時代的發(fā)展,白光二極管（WLED）因其具有卓越的性能而受到人們的廣泛應(yīng)用。而熒光粉正是白光二極管的重要組成部分。在第三章中,運(yùn)用高溫固相法,成功的合成了紅光熒光粉Ca₂AlNbO₆:Mn⁴⁺(CAN:Mn⁴⁺)。這種材料可被紫外光激發(fā)是因?yàn)樵谄渎瓷浜图ぐl(fā)圖譜中分別具有320和355nm的吸收帶。在355 nm波長的紫外光的激發(fā)下,這種材料的發(fā)射譜在712 nm處出現(xiàn)了一個尖銳的發(fā)射峰,從而認(rèn)為這種材料可發(fā)紅光。最后,將其與黃光熒光粉(YAG:Ce³⁺)混合涂覆于藍(lán)光LED芯片上,以制成器件。通過對這種器件的分析,證實(shí)了這種材料可以改善現(xiàn)有WLED中缺乏紅光組分的問題。紅光熒光粉的加入確實(shí)可改善現(xiàn)代商用WLED中缺少紅光組分的問題,但不同種類的發(fā)光材料之間可能存在光譜重疊的問題,降低了WLED的發(fā)光效率。因此,一種在紫外芯片激發(fā)下發(fā)暖白光的材料將完美的解決上述問題。在第四章中,運(yùn)用溶劑熱法獲得了白光熒光粉Tb₃Al₅O_1... 

【文章來源】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)上海市

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mn4+的電子組態(tài)的Tanabe.Sugano能級圖

上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文第9頁圖2.1CAN的晶體結(jié)構(gòu),并且提供了[AlO6]/[NbO6]八面體的配位環(huán)境Fig.2.1ThecrystalstructureofCAN,andthecoordinationenvironmentofthe[AlO6]/[NbO6]octahedronswasalsoprovided通過前面的討論，我們得知，CAN中具有激活離子Mn4+所需的八面體晶格，可以為Mn4+離子提供良好的配位環(huán)境。穩(wěn)定的格位，嚴(yán)格的格位約束，使得激活離子Mn4+在CAN基質(zhì)中可以保持價態(tài)穩(wěn)定，不易發(fā)生價態(tài)變化，并且有望獲得高的量子產(chǎn)率。同時這種材料還自帶穩(wěn)定的光學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)等晶體結(jié)構(gòu)，是作為過渡金屬M(fèi)n4+理想的摻雜基質(zhì)材料。Mn4+離子的半徑比較小，只有0.53，當(dāng)其作為摻雜離子進(jìn)入到CAN晶格中時，對CAN的晶體結(jié)構(gòu)不會帶來明顯的畸變或者扭曲，可以保持穩(wěn)定的單胞結(jié)構(gòu)。同時由于Mn4+和Al3+離子的半徑(r)和配位數(shù)(CN)相近(Mn4+：r=0.53,CN=6;Al3+：r=0.54,CN=6)，所以當(dāng)Mn4+摻雜進(jìn)入到CAN基質(zhì)中時，相比于CAN體系中的Ca2+,Nb5+離子，CAN中的Al3+具有更大被Mn4+取代的可能性[31,32]。根據(jù)以往的報(bào)道，早在2000年，T.A.Vanderah[32]等人運(yùn)用高溫固相法，成功的合成了穩(wěn)定的單晶材料CAN，并利用X.射線衍射儀等測試手段確認(rèn)了其單晶結(jié)果、單胞參數(shù)，從而認(rèn)為這種材料屬于雙層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。在2011年，C.C.Zhao[31]等人發(fā)表了一篇名為作為白光LED使用的Eu2+摻雜的CAN的新型紅光熒光粉的文章。他們運(yùn)用高溫固相法成功的實(shí)現(xiàn)了樣品的合成。運(yùn)用熒光光譜儀等測試手段表征了樣品的熒光性能，通過認(rèn)真的研究所測試出來的熒光光譜，確認(rèn)這種材料在紫外光的激發(fā)下可以穩(wěn)定的發(fā)射紅光。在這里，我們選用的激活離子是過渡金屬M(fèi)n4+，基質(zhì)是CAN雙層鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料。通過上述的分析，Mn4+離子是可以成功的進(jìn)入到CAN基質(zhì)中，并且可以在紫外光的激發(fā)下保

第10頁上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論文裂韌性，同時，還具有良好的化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性、高的熔點(diǎn)和輻射轉(zhuǎn)換效率，是因?yàn)槠洫?dú)特的晶體結(jié)構(gòu)[33.35]。在單胞中同時存在稀土、Al3+離子格位，易于實(shí)現(xiàn)稀土、過渡離子摻雜，因此具有較為豐富的功能特性。TAG晶體結(jié)構(gòu)見圖2.2。圖2.2TAG的單晶結(jié)構(gòu)Fig.2.2ThecrystalstructuralofTAG鋱鋁石榴石(TAG)的空間群為On10-Ia3d,鋱鋁石榴石晶格常數(shù)分別為a=b=c=12.0000和V=1728.00(8)3,屬于立方晶系。鋱鋁石榴石的結(jié)構(gòu)式又可寫為L3B2(AO4)3,L、A、B分別代表三種格位。單位晶胞中含有8個TAG分子,共24個Tb3+、40個Al3+和96個O2-。其中:Tb3+均處于由8個O2-配位的十二面體的L格位中,40個Al3+中，16個Al3+各處于由6個O2-配位的八面體的B格位,其余24個Al3+處于由4個O2-配位的四面體的A格位。八面體的Al3+形成體心立方結(jié)構(gòu),四面體的與八面體中的Al3+離子位于立方體的面等分線上,八面體和四面體均是變形的。因此鋱鋁石榴石(TAG)的空間結(jié)構(gòu)可以認(rèn)為是由一些互相連接著的四面體與八面體構(gòu)成的,四面體和八面體的頂點(diǎn)都是O2-,其中心均為Al3+,四面體和八面體連接起來形成較大的空隙,這些空隙形成畸變的立方體,Tb3+占據(jù)著此立方體的中心[36,37]。鋱鋁石榴石(TAG)具有八面體晶格，能給激活離子Mn4+提供良好的晶體場環(huán)境，同時還具有優(yōu)異的光學(xué)、熱學(xué)、機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，是理想的摻雜基質(zhì)。Mn4+半徑較小，摻入到鋱鋁石榴石(TAG)晶體中時，不會引起大的晶格畸變，能

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]錳（4+,2+）及銪（2+）離子激活的一些含氧酸鹽發(fā)光材料的性能研究及其在w-LED中應(yīng)用[D]. 梁思思.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[2]錳摻雜近紅外發(fā)光材料的設(shè)計(jì)合成及光譜性能研究[D]. 張曉聞.華南理工大學(xué) 2017
[3]稀土、過渡金屬元素?fù)诫s的釔鋁石榴石材料的制備與發(fā)光性質(zhì)研究[D]. 牟中飛.廣東工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3522820