白光LED（Light Emitting Diode）具有光效高、無輻射、體積小、壽命長、低功耗等優(yōu)異的理化性能,可有效地將電能轉(zhuǎn)化為光能,在許多領(lǐng)域都顯示出巨大的應(yīng)用潛力和價值。但是目前商用的白光LED也有一些不足之處,例如藍(lán)光LED芯片+YAG:Ce³⁺(Y₃Al₅O₁₂:Ce³⁺)黃色熒光粉因為缺乏紅光成分造成顯色性指數(shù)低、色溫高引起的照明品質(zhì)較低。為了改善現(xiàn)有商用LED的發(fā)光性能,近紫外LED芯片激發(fā)紅、綠、藍(lán)三基色熒光粉的組合成為了目前的研究熱點。所以,研究新型高效的近紫外LED用熒光粉十分重要。（1）制備并研究了一種新型的基于硅酸鹽基質(zhì)的KBaY_1-xSi₂O₇:xRE³⁺（RE=Dy、Eu）色溫可調(diào)白光熒光粉的發(fā)光特性。當(dāng)單摻雜Dy³⁺、Eu³⁺濃度分別為x=0.05、x=0.10時,熒光粉發(fā)光強(qiáng)度最佳,分別發(fā)射出白光、紅光。在394... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

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【學(xué)位級別】：碩士

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LED結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-該方法結(jié)合紅/綠/藍(lán)熒光粉，采用近紫外（NearUltraViolet，簡稱NUV）LED芯片作為激發(fā)源。在近紫外LED芯片激發(fā)下，熒光粉產(chǎn)生紅/綠/藍(lán)三種光，再調(diào)控三種光的比例得到不同色溫的白光。該方法色彩控制簡單，均勻性好，顯色指數(shù)（ColorRenderingIndex，簡稱CRI）通常掌握在90左右。近紫外LED芯片可以提供更好的穩(wěn)定性和更高的光輸出。所以，這種白光實現(xiàn)方式的發(fā)展前景非常好[16,17]。圖1.2熒光轉(zhuǎn)換技術(shù)圖1.3稀土熒光粉的研究進(jìn)展根據(jù)激發(fā)光譜波段范圍熒光粉的類型主要分為兩類：（1）藍(lán)光芯片激活型；（2）紫外光芯片激活型。這兩類熒光粉都是通過匹配適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)波段的LED芯片從而實現(xiàn)白光[18]。1.3.1藍(lán)光LED芯片激發(fā)的熒光粉??目前光學(xué)研究人員對藍(lán)光LED芯片激發(fā)的釔鋁石榴石（Y3Al5O12:Ce3+，簡稱YAG:Ce3+）YAG黃色熒光粉組合進(jìn)行了廣泛的研究。YAG是目前商業(yè)普及度最高的熒光粉，它制作簡單，發(fā)光效率較高，經(jīng)過幾代的發(fā)展，性能也趨于完善，但是光譜在600nm以上的紅光區(qū)域成分較少，顯色指數(shù)較低，作為健康的室內(nèi)照明還有一段距離[19,20]。因此，為了滿足實際應(yīng)用的需要，人們對YAG:Ce3+的光致發(fā)光性能進(jìn)行了大量的研究。從經(jīng)驗上看，YAG中Ce3+的發(fā)射帶在Y3+離子位點被較小的Lu3+離子取代時向藍(lán)色區(qū)域移動，而La3+、Gd3+、Tb3+等較大離子在Y3+離子位點結(jié)合時向紅色區(qū)域移動。因此，利用Gd、Lu或Tb在Y位點上的陽離子置換，可以得到由于不同晶體環(huán)境的變化而具有顏色可調(diào)的石榴石熒光粉[21]。當(dāng)藍(lán)色LED芯片與黃色熒光粉相匹配實現(xiàn)白光時，光譜中缺少紅光成分，導(dǎo)致色溫高，顯色指數(shù)低等一系列問題�？梢缘贸觯诎坠釲ED的制備中紅光成分很關(guān)鍵。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-進(jìn)一步加強(qiáng)激活劑的能量吸收，這種離子在吸收受激輻射后將能量轉(zhuǎn)移到活激活劑，被稱為敏化劑（Sensitizer）[35]。發(fā)光過程如圖1.3：（1）材料的晶格和發(fā)光中心（激活劑或敏化劑）在材料被外部激發(fā)源激發(fā)后可以吸收部分能量；（2）基質(zhì)吸收的部分能量轉(zhuǎn)移到激活劑A，激活劑A的最外層電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，再回到基態(tài)，通過輻射的方式釋放處能量從而產(chǎn)生發(fā)光。另外，當(dāng)基質(zhì)吸收能量之后，在基體內(nèi)產(chǎn)生成對的電子和空穴，通過電子遷移與輻射中心結(jié)合使電子返回基態(tài)或電子和空穴結(jié)合以光的形式釋放能量；（3）激活劑A會接受敏化劑S吸收的能量，進(jìn)一步加強(qiáng)對能量的吸收從而增加發(fā)光效率；（4）電子最后回到基態(tài)時并伴隨一些非輻射躍遷，發(fā)生熒光猝滅，能量通過熱量形式散發(fā)，降低了發(fā)光效率。圖1.3發(fā)光的過程當(dāng)稀土發(fā)光離子受激發(fā)后，可產(chǎn)生兩種不同組態(tài)間的發(fā)光。（1）f-f躍遷：憑據(jù)選擇定則f-f躍遷是宇稱禁戒的。主要有以下三個原因：一是4f組態(tài)與宇稱相反的組態(tài)發(fā)生混合，二是稀土離子受到外部晶體場環(huán)境的影響，三是對稱性偏離反演中心。當(dāng)4f電子被激發(fā)時，可以從基態(tài)躍遷到更高能級的激發(fā)態(tài)，也稱為非平衡態(tài)，電子在激發(fā)態(tài)能級是不穩(wěn)定的，發(fā)射出的光子將返回到原始基態(tài)。在此期間存在能量損失，這個過程稱為下轉(zhuǎn)換發(fā)光過程，也稱為斯托克斯過程[36]。在三價稀土離子中，除Ce3+離子之外，一般發(fā)生在4f-4f能級內(nèi)的發(fā)光過程稀土離子躍遷分別有Sm3+、Eu3+、Ho3+、Dy3+、Tb3+、Pr3+、Nd3+、Er3+和Tm3+等離子。

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