無機固體發(fā)光材料（俗稱熒光粉）是固態(tài)照明器件的重要組成部分。熒光粉的發(fā)光性質(zhì)取決于固體中的點缺陷,包括本征缺陷和摻雜缺陷。點缺陷打破晶體的周期性,在固體能帶中產(chǎn)生缺陷能級,顯著改變局域電荷躍遷行為。因此,合理設(shè)計并有效調(diào)控晶體中的點缺陷能夠獲得具有一定發(fā)光性質(zhì)的發(fā)光材料,近年來基于缺陷工程調(diào)控?zé)晒夥郯l(fā)光性質(zhì)的研究受到了人們的廣泛關(guān)注。鹵磷灰石型化合物M₅（PO₄）₃X（M=Ca,Sr,Ba;X=F,Cl,Br）具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、豐富的化學(xué)組成與極高的缺陷容納度,是一種良好的熒光粉基質(zhì)材料。本論文以鹵磷灰石型化合物為研究對象,通過調(diào)控氣氛條件以及固溶組分實現(xiàn)對熒光粉的基質(zhì)缺陷發(fā)光與Eu²⁺摻雜長余輝發(fā)光性能的調(diào)控,并深入探究晶體結(jié)構(gòu)與本征缺陷發(fā)光之間的依賴關(guān)系、本征陰離子空位缺陷與摻雜Eu²⁺缺陷之間的相互作用,為探究新型發(fā)光材料以及實現(xiàn)光譜調(diào)控提供了新的思路。1.鹵磷灰石自激活熒光粉與缺陷發(fā)光機理。還原氣氛條件下,采用高溫固相法合成的鹵磷灰石型化合物M₅

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

在不同氣氛下合成的γ-Ga2O3納米晶發(fā)射光譜圖與氧空位缺陷濃度對比示意圖[66]

鹵磷灰石型化合物中的缺陷調(diào)控及其發(fā)光性質(zhì)的探究9圖1-3磷灰石型化合物的晶體結(jié)構(gòu)圖和M(1)和M(2)格位周圍的局部原子結(jié)構(gòu)示意圖。Figure1-3CrystalstructureoftheApatite-typecompound,andlocalatomicstructuresaroundM(1)andM(2)sites.目前，對于磷灰石結(jié)構(gòu)熒光粉的研究主要集中在兩個方面，其一是通過在陽離子或陰離子位點上進行不同程度的取代或形成固溶體結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)光學(xué)性能的調(diào)控。例如，以Ca10(PO4)6F2為原型結(jié)構(gòu)通過化學(xué)單元取代形成了新的熒光粉基質(zhì)材料，包括Ca6Y2Na2(PO4)6F2[94]、Lu5(SiO4)3N[95]、La6Ba4(SiO4)6F2[96]等。夏等人報告了通過用[SiO4]4-四面體代替[PO4]3-形成了一系列Ca2+xLa8-x(SiO4)6-x(PO4)xO2:Eu2+顏色可調(diào)的固溶體熒光粉，發(fā)光顏色可以從綠色調(diào)整為藍色[97]。另一方面是在基質(zhì)中摻入稀土離子或者過渡金屬離子通過能量傳遞的方式實現(xiàn)光譜調(diào)控。例如在Ba10(PO4)6O:Eu2+,Mn2+中通過Eu2+-Mn2+之間的能量傳遞實現(xiàn)從藍-白-紅光的調(diào)控[98]；Sr5(PO4)3Cl:Ce3+,Eu2+通過Ce3+到Eu2+的能量傳遞使得發(fā)光顏色從藍-綠光可調(diào)[99]；在(Sr3,Ca,Ba)(PO4)3Cl基質(zhì)中通過Eu2+到Tb3+和Mn2+之間的能量傳遞得到了白光發(fā)射熒光粉[100]。1.6本論文的研究內(nèi)容及意義熒光粉的發(fā)光性質(zhì)主要取決于固體中的點缺陷，包括本征缺陷和摻雜缺陷。點缺陷的存在會改變晶體中局域電子的運動狀態(tài)，在禁帶中形成缺陷能級，從而改變局域電荷躍遷行為。因此如果合理設(shè)計并調(diào)控固體中的點缺陷便能獲得具有一定發(fā)光性質(zhì)的發(fā)光材料。磷灰石結(jié)構(gòu)型熒光粉中重要的一族是堿土金屬鹵磷酸鹽，一般表達為M5(PO4)3X(M=Ca,Sr,Ba,X=F,Cl,Br)，其來源廣泛?

鹵磷灰石型化合物中的缺陷調(diào)控及其發(fā)光性質(zhì)的探究13圖2-1H2/N2還原氣氛下制備的（a）(Ca,Sr)5(PO4)3Cl;（b）(Sr,Ba)5(PO4)3Cl;（c）(Ca,Ba)5(PO4)3Cl熒光粉的XRD圖譜。Figure2-1XRDpatternsof(a)(Ca,Sr)5(PO4)3Cl;(b)(Sr,Ba)5(PO4)3Cl;(c)(Ca,Ba)5(PO4)3ClphosphorspreparedatH2/N2reducingatmosphere.2.3.1.2自激活發(fā)光性質(zhì)我們合成了一系列M5(PO4)3Cl(M=Ca,Sr,Ba)熒光粉及其它們的固溶組分。圖2-2a展示了不同氣氛條件下制備的Ba5(PO4)3Cl熒光粉的發(fā)射光譜，觀察到在高能紫外激發(fā)下，只有H2/N2還原氣氛下合成的樣品具有自激活寬帶發(fā)射，說明氯磷灰石基質(zhì)發(fā)光依賴于氣氛條件。Ca5(PO4)3Cl和Sr5(PO4)3Cl在H2氣氛下仍不發(fā)光，通過改變固溶體組分，發(fā)現(xiàn)Ca2Sr3(PO4)3Cl、Sr2Ba3(PO4)3Cl、Ca2Ba3(PO4)3Cl有一定程度的發(fā)光，發(fā)光波長從460nm連續(xù)可調(diào)至550nm，如圖2-2b所示，意

【參考文獻】：
期刊論文
[1](Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+的熒光以及長余輝發(fā)光性能[J]. 過誠,叢妍,董斌,朱子茂,王子文,張瑱,李斌.  發(fā)光學(xué)報. 2017(09)



本文編號：2975361