本文選題：熒光粉　切入點(diǎn)：能量傳遞　出處：《西北大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：不可預(yù)測(cè)的氣候和病蟲害的威脅使得溫室種植和環(huán)境可控的室內(nèi)種植受到廣泛關(guān)注。光是植物生長(zhǎng)發(fā)育中必不可少的因素,為了增補(bǔ)溫室中自然光的不足,需要補(bǔ)充人工照明。傳統(tǒng)植物設(shè)施栽培中使用的光源不僅與植物的光合作用光譜(Photosynthetic action spectra)不匹配,而且能耗高、對(duì)環(huán)境有污染。光轉(zhuǎn)換型LED作為一種新型光源具有高效節(jié)能,綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),更為重要的是其光譜組成可根據(jù)植物生長(zhǎng)的需要進(jìn)行任意調(diào)整,因此LED用多色熒光粉的研究顯得尤為重要。本文以性能穩(wěn)定的氟磷酸鹽、正硅酸鹽和鈦酸鹽為基質(zhì)材料,稀土離子(Ce~(3+)、Eu~(2+)、Pr~(3+)、Yb~(3+))和過渡金屬離子(Mn~(2+)、Mn~(4+))為摻雜離子,采用固相法制備了適用于LED植物生長(zhǎng)燈的光轉(zhuǎn)換材料。熒光粉Ba_3LaNa(PO_4)_3F:Eu~(2+),Pr~(3+)在近紫外光激發(fā)下能發(fā)出藍(lán)光、紅光和近紅外光,它們與光和色素(葉綠素、類胡蘿卜素和細(xì)菌葉綠素)的吸收光譜匹配。通過改變Eu~(2+)和Pr~(3+)的濃度可以調(diào)節(jié)三者的強(qiáng)度比(藍(lán):紅:近紅外)。由它們的發(fā)射光譜和熒光壽命的變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn)Eu~(2+)和Pr~(3+)間存在能量傳遞。在Ba_3LnNa(PO_4)_3F(Ln=Gd,Y)中單摻Eu~(2+)離子和雙摻Eu~(2+)-Mn26離子對(duì)可以得到紅藍(lán)雙色發(fā)射,表明該熒光粉可用于調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)的白光LED器件中。對(duì)Eu~(2+)離子單摻的紅藍(lán)雙色熒光粉,研究了其結(jié)構(gòu)特性、Eu~(2+)最佳摻雜濃度及濃度猝滅機(jī)理;同時(shí)分析了其在液氦溫度下的光譜和熒光壽命,確定了 Eu~(2+)的格位分布;此外討論了紅光和藍(lán)光的熱穩(wěn)定性及熱猝滅機(jī)理;最后分析了由其制作的白光LED器件的性能�；诖�,對(duì)Eu~(2+)-Mn~(2+)離子對(duì)摻雜的熒光粉進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)Eu~(2+)和Mn~(2+)1間存在能量傳遞,并分析了其能量傳遞效率和能量傳遞機(jī)制;最后研究了由其制作的白光LED器件的性能,結(jié)果表明由Ba_3LnNa(PO_4)_3F:Eu~(2+),Mn~(2+)(Ln=Gd,Y)制作的器件的性能更佳。正硅酸鹽 Ca_2SiO_4:Ce~(3+),Eu~(2+)、Eu~(2+)、Ca1.7Sr0.3SiO_4:Ce~(3+),Yb~(3+)和Li2SrSiO_4:Ce~(3+),Pr~(3+)在近紫外波段均有強(qiáng)的寬帶吸收,Ce~(3+)和Eu~(2+)共摻熒光粉的發(fā)光顏色從藍(lán)到綠可調(diào),Ce~(3+)-Yb~(3+)共摻熒光粉能發(fā)出藍(lán)光和近紅外光,Ce~(3+)-Pr~(3+)共摻熒光粉能發(fā)出藍(lán)、紅和近紅外光,它們分別與光和色素(葉綠素、類胡蘿卜素和細(xì)菌葉綠素)的吸收光譜匹配。同時(shí),詳細(xì)分析了上述熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)與濃度相關(guān)的光譜特性、Ce~(3+)的格位分布、熱穩(wěn)定性以及Ce~(3+)→Eu~(2+)/Yb~(3+)/Pr~(3+)的能量傳遞過程和能量傳遞效率。Mn~(4+)激活的Gd_2ZnTiO_6熒光粉能夠被近紫外光和藍(lán)光有效地激發(fā),并在704 nm附近有強(qiáng)的深紅光發(fā)射。重點(diǎn)分析了該熒光粉與濃度相關(guān)的光譜特性和熱穩(wěn)定性。Gd_2ZnTiO_6:Mn~(4+),Yb~(3+)熒光粉不僅能夠產(chǎn)生Mn~(4+)的深紅光發(fā)射,還能產(chǎn)生Yb~(3+)的近紅外光發(fā)射,與光敏色素和細(xì)菌葉綠素的吸收光譜匹配。討論了 Yb~(3+)離子摻雜濃度對(duì)發(fā)光性能的影響,并證明了 Mn~(4+)→Yb~(3+)的能量傳遞過程。
[Abstract]:Unpredictable climate and pest threats make greenhouse planting and environment controlled indoor planting has attracted extensive attention. The light is essential factors in the development of plant growth, in order to supplement the greenhouse in natural light is insufficient, need to add artificial lighting. The light source in the cultivation of traditional plant and plant photosynthesis not only spectral (Photosynthetic action spectra) do not match, and high energy consumption, pollution to the environment. The light conversion type LED as a new type of light source with high efficiency and energy saving, environmental protection and other advantages, is more important is its spectral composition can be adjusted according to the need of plant growth, so the LED of multicolor phosphor is particularly important in this paper. Fluorphosphate stable performance, is Portland and titanate as matrix material and rare earth ions (Ce~ (3+), Eu~ (2+), Pr~ (3+), Yb~ (3+)) and transition metal ions (Mn~ (2+), Mn~ (4+))涓烘幒鏉傜瀛，

本文編號(hào)：1676762