【摘要】：由于具有節(jié)能環(huán)保并能滿足全球照明需求等優(yōu)點,新一代照明技術白光發(fā)光二極管(W-LED:White-light emitting diode)已經(jīng)逐漸取代了日常生活中普通照明用的傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈。在常見的幾種類型W-LED中,因為具有高的發(fā)光效率,較低的成本,簡單的結構并且光譜設計靈活性高等優(yōu)點,發(fā)光材料轉換的W-LED(pc-WLED)已占據(jù)了主流市場。但目前用于制造W-LED的發(fā)光材料也有不少的缺點,比如顯色指數(shù)低,色溫較高,發(fā)光不穩(wěn)定等,因此研究各種新型的W-LED用發(fā)光材料變得越加重要。本文主要是以常規(guī)的高溫固相法合成了一系列具有不同發(fā)光顏色的發(fā)光材料,并探究了其不同的光譜性質(zhì),具體研究內(nèi)容如下:1、用高溫固相反應法制備了一系列新型的摻雜不同稀土離子的NaLaMgWO_6:Dy~(3+)、NaLaMgWO_6:Er~(3+)、NaLaMgWO_6:Sm~(3+)、NaLaMgWO_6:Pr~(3+)等鎢酸鹽發(fā)光材料。系統(tǒng)地研究了各發(fā)光材料的晶體結構,微觀結構,光致發(fā)光性質(zhì)和熒光衰減曲線等性質(zhì)。對于NaLaMgWO_6:Dy~(3+)發(fā)光材料,在UV(290nm)和n-UV(388nm)激發(fā)時,NaLaMgWO_6:Dy~(3+)表現(xiàn)出典型的Dy~(3+)的發(fā)射特征,其三組峰分別對應于Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_J(J=15/2,13/2,11/2)躍遷,其中由于超靈敏電偶極躍遷~4F_(9/2)→~6H_(13/2)(575nm)的發(fā)射強度最強而導致材料呈黃光發(fā)射,CIE色度坐標為(0.441,0.475)。所得結果表明,NaLaMgWO_6:Dy~(3+)發(fā)光材料可以成為潛在的黃色發(fā)光材料,可用于W-LED。NaLaMgWO_6:Er~(3+)在用近紫外光(379nm)激發(fā)時表現(xiàn)出綠光發(fā)射,其中~4S_(3/2)→~4I_(15/2)躍遷(544nm)發(fā)光強度最強。通過利用堿金屬離子取代的方法可以用來優(yōu)化NaLaMgWO_6:Er~(3+)發(fā)光材料的發(fā)光強度。這項工作對于開發(fā)用于白色發(fā)光二極管的新型綠色發(fā)光材料有一定的幫助。研究了NaLaMgWO_6基質(zhì)中Sm~(3+)的光譜性質(zhì),包括紫外-可見漫反射光譜,激發(fā)和發(fā)射光譜,熒光衰減曲線,色度坐標和內(nèi)部量子效率等。在用UV(290nm)和n-UV(406nm)激發(fā)后,NaLaMgWO_6:Sm~(3+)呈現(xiàn)對應于Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_J(J=5/2,7/2,9/2和11/2)躍遷的紅色發(fā)射,其中躍遷~4G_(5/2)→~6H_(9/2)(645nm)具有最強的發(fā)射強度。Sm~(3+)的~4G_(5/2)→~6H_(9/2)躍遷的熒光壽命非常短(1ms)并且隨著Sm~(3+)濃度的增加而降低。該研究表明,NaLaMgWO_6:Sm~(3+)發(fā)光材料是可用于W-LED的潛在紅色組分。對于NaLaMgWO_6:Pr~(3+)發(fā)光材料,其激發(fā)光譜由與基質(zhì)有關的激發(fā)帶(250-350nm)和Pr~(3+)的一些f-f(440-500nm)躍遷帶組成,其中后者可與商業(yè)藍光LED芯片良好匹配。在用紫外光(?268nm)和藍光(?451nm)激發(fā)時,所制備的發(fā)光材料顯示來自Pr~(3+)的~3P_0態(tài)躍遷的紅色發(fā)射,其中~3P_0→~3F_2(?654nm)的躍遷發(fā)光強度最強,我們將發(fā)光材料(YAG:Ce~(3+)+NaLaMgWO_6:Pr~(3+))和商用藍光LED芯片組合制成白光LED器件,初步探索了NaLaMgWO_6:Pr~(3+)紅色發(fā)光材料在固態(tài)照明領域的潛在應用。2、利用高溫固相法成功合成了一系列新型Ce~(3+)單摻和Ce~(3+),Tb~(3+)共摻雜Ba_3P_4O_(13)發(fā)光材料[Ba_3P_4O_(13):Ce~(3+),Ba_3P_4O_(13):Ce~(3+),Tb~(3+)]。詳細研究了材料的光致發(fā)光性質(zhì)和能量傳遞過程。Ba_3P_4O_(13):Ce~(3+)發(fā)光材料在紫外激發(fā)時產(chǎn)生了譜帶范圍為300-400nm的寬帶發(fā)射。研究了Ce~(3+)在材料中的最佳摻雜濃度,確定了Ce~(3+)→Ce~(3+)能量傳遞的臨界距離。證明了Ce~(3+)→Tb~(3+)能量傳遞現(xiàn)象存在于Ba_3P_4O_(13):Ce~(3+),Tb~(3+)黃綠色發(fā)光材料中。通過理論計算研究了Ce~(3+)→Tb~(3+)能量傳遞的效率和機制。3、通過高溫固相反應設計并合成了一系列Dy~(3+)單摻雜和Ce~(3+),Dy~(3+)共摻雜KBaY(BO_3)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)發(fā)光材料,并研究了它們的相結構,光致發(fā)光性質(zhì)和在W-LED的潛在應用。通過比較所制備發(fā)光材料的激發(fā)和發(fā)射光譜驗證了Ce~(3+)對Dy~(3+)發(fā)光的敏化作用。通過理論計算確定了Ce~(3+)→Dy~(3+)能量傳遞的臨界距離,效率和機理。通過調(diào)節(jié)Ce~(3+)、Dy~(3+)適當?shù)膿诫s濃度,實現(xiàn)了KBaY(BO_3)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)發(fā)光材料在n-UV激發(fā)下的白光發(fā)射�；贙BaY(BO_3)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)發(fā)光材料和n-UV(?365nm)LED芯片成功制造了白光LED器件并研究了該器件的電致發(fā)光性質(zhì)。研究結果表明KBaY(BO_3)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)發(fā)光材料在W-LED領域有著潛在的應用前景。
【學位授予單位】：鄭州輕工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ422
【圖文】：

MgWO6：0.08Dy3+樣品的 XRD 圖譜進行 Rietveld 精修的結果(a)；NaLaM.04,0.1）材料的 XRD 圖譜（b）；NaLaMgWO6：0.08Dy3+樣品的 SEM 圖徑分析圖（d）veld refinement of XRD data of NaLa1-xMgWO6:xDy3+(x = 0.08) sample (a). -xMgWO6:xDy3+(x = 0.005, 0.04, and 0.1) samples (b). SEM image and elemMgWO6:xDy3+(x = 0.08) sample (c) Size distribution of NaLa1-xMgWO6:xDysample (d).1-xMgWO6:xDy3+光譜性質(zhì)

aLaMgWO6：0.08Dy3+樣品的 XRD 圖譜進行 Rietveld 精修的結果(a)；NaLaMgW5,0.04,0.1）材料的 XRD 圖譜（b）；NaLaMgWO6：0.08Dy3+樣品的 SEM 圖譜徑分析圖（d）Rietveld refinement of XRD data of NaLa1-xMgWO6:xDy3+(x = 0.08) sample (a). XRaLa1-xMgWO6:xDy3+(x = 0.005, 0.04, and 0.1) samples (b). SEM image and elementaa1-xMgWO6:xDy3+(x = 0.08) sample (c) Size distribution of NaLa1-xMgWO6:xDy3+(sample (d).aLa1-xMgWO6:xDy3+光譜性質(zhì)

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本文編號：2725171