【摘要】：白光LED因其優(yōu)異的發(fā)光性能成為新一代的照明光源,并廣泛應用于照明、顯示等各個領域。實現(xiàn)白光LED的主要方法是將芯片與熒光粉組合。目前,藍光LED芯片加黃色熒光粉已實現(xiàn)商業(yè)化,但因缺少紅光,顯色性能低,色溫偏高,使得白光LED的進一步發(fā)展受到制約,不能夠滿足人們對熒光材料日益提升的需求。因此研發(fā)發(fā)光效率高、穩(wěn)定性好的紫外/近紫外芯片激發(fā)的單基質(zhì)熒光粉具有重要意義。本論文以磷酸鹽為基質(zhì),選取Eu~(3+)、Gd~(3+)、Sm~(3+)、Ce~(3+)、Dy~(3+)作為摻雜離子,選用了三種制備方法(微波輔助共沉淀、共沉淀及高溫固相法),制備出不同結(jié)構和性能的紅色、白色熒光材料。探討了煅燒條件、稀土離子摻雜濃度等因素對所得樣品發(fā)光性能的影響,同時考察了材料的熱穩(wěn)定性。本論文以期通過優(yōu)化制備方法以及遴選不同礦物結(jié)構的基質(zhì)為稀土提供合適的離子摻雜環(huán)境,通過摻雜離子間的能量傳遞作用調(diào)控材料的發(fā)光顏色,實現(xiàn)單一基質(zhì)的紅、白光發(fā)射。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)通過微波輔助共沉淀法制備了具有鈣磷鈹石結(jié)構的MgZn_2(PO_4)_2:Gd~(3+),Eu~(3+)紅色熒光材料。通過設計四因素五水平實驗,考察了Gd~(3+),Eu~(3+)離子摻雜量、煅燒溫度、保溫時間對材料發(fā)光強度的影響。對材料進行熒光光譜、熒光壽命、熒光熱穩(wěn)定性等測試,測試結(jié)果表明:Gd~(3+)-Eu~(3+)離子間存在能量傳遞過程,Gd~(3+)離子的加入有效敏化了Eu~(3+)的發(fā)光。(2)采用共沉淀法制備了MgZn_2(PO_4)_2:Ce~(3+),Dy~(3+)單一基質(zhì)白色熒光材料�？疾炝薈e~(3+)和Dy~(3+)離子的摻雜濃度、熒光熱穩(wěn)定性等因素對材料發(fā)光性能的影響。研究結(jié)果表明:MgZn_2(PO_4)_2作為熒光材料的基質(zhì),所需的制備溫度低,具有良好的熱穩(wěn)定性。通過離子間的能量傳遞作用,Ce~(3+)有效地敏化了Dy~(3+),實現(xiàn)了高效的單基質(zhì)白光發(fā)射。(3)采取高溫固相法制備了具有硅鉍石結(jié)構的Ca_3Bi(PO_4)_3:Sm~(3+),Eu~(3+)和Ca_3Bi(PO_4)_3:Ce~(3+),Dy~(3+)熒光材料。研究離子摻雜量、熒光熱穩(wěn)定性等因素對材料發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明:Sm~(3+)和Ce~(3+)離子的加入分別有效地敏化Eu~(3+)和Dy~(3+)離子的發(fā)光,通過調(diào)節(jié)離子摻雜量可將發(fā)光顏色由橙紅調(diào)至紅色,由藍色調(diào)至白色。(4)通過高溫固相法制備了Sm~(3+)、Ce~(3+)、Dy~(3+)激活的具有氟磷灰石結(jié)構的Sr_3YLi(PO_4)_3F熒光材料。為研究材料的發(fā)光性能,考察了煅燒溫度、摻雜離子量、熒光熱穩(wěn)定性等因素。結(jié)果表明:Sm~(3+)離子的加入,實現(xiàn)了橙紅顏色的發(fā)光;Ce~(3+)和Dy~(3+)離子間通過能量傳遞作用,實現(xiàn)了樣品的高效白光發(fā)射。
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ422;O657.3
【圖文】：

圖 1-1 激活劑在基質(zhì)中的發(fā)光行為及能級躍遷示意圖以看到，A 吸收能量后從基態(tài)躍遷至 A*，激發(fā)態(tài)返為輻射躍遷。但不是所有離子都具有發(fā)光特性，這些基態(tài)，此過程釋放的能量會引起基質(zhì)的晶格振動，導

圖 1-2 敏化劑、激活劑在基質(zhì)中的發(fā)光行為及能級躍遷示意圖發(fā)光材料的主要類型料的種類眾多，可根據(jù)不同的標準對其進行分類[2, 4]。質(zhì)組成的不同，可將發(fā)光材料歸納成表 1-1。

圖 1-3 高溫固相法制備發(fā)光材料的流程示意圖大多數(shù)發(fā)光材料是通過高溫固相法制備的。如中科院長春應化所的長期對磷酸鹽基質(zhì)發(fā)光材料進行研究，該組報道了具有氟磷酸鹽結(jié)O4)6F2: Eu2+, Mn2+紫外激發(fā)的顏色可調(diào)熒光粉，通過 Rietveld 精修

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本文編號：2783593