【摘要】：作為下一代光源,白光LED具有優(yōu)異的性能,吸引了廣泛關(guān)注。得到白光LED的典型方式是將藍(lán)光芯片和Y3Al5O12:Ce~(3+)熒光粉結(jié)合。然而,這種方式得到的白光LED猝滅溫度高和顯色指數(shù)低,這是由于發(fā)射光譜中缺乏綠光和紅光。紫外芯片與三基色熒光粉(紅、藍(lán)、綠色熒光粉)組合得到白光LED的方法可以解決上述問題。因此,開發(fā)新型單色熒光粉和單相多色熒光粉非常重要。眾所周知,能量傳遞和結(jié)構(gòu)調(diào)控是得到單相多色熒光粉的兩個(gè)主要方法。通過摻入各種外來離子,磷灰石結(jié)構(gòu)化合物可提供豐富的晶體場(chǎng)環(huán)境,可成為發(fā)光材料的優(yōu)良基質(zhì)晶體。本文采用高溫固相法合成了若干種新型磷灰石結(jié)構(gòu)熒光粉,研究了陽(yáng)離子類質(zhì)同像替代、絡(luò)陰離子類質(zhì)同像替代、陽(yáng)離子和絡(luò)陰離子協(xié)同類質(zhì)同像替代對(duì)幾種磷灰石結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響。此外研究了Eu~(2+)/Tb~(3+)及Ce~(3+)/Tb~(3+)的能量傳遞。成果如下:1.合成了Sr_(10)(PO_4)6O:Eu~(2+)熒光粉,該熒光粉發(fā)射藍(lán)光,發(fā)射峰位于439 nm附近,具有較好的熱穩(wěn)定性,Eu~(2+)在Sr_(10)(PO_4)6O基質(zhì)中占據(jù)兩種非等效格位Sr~(2+)的位置。研究了絡(luò)陰離子替代對(duì)結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著[SO_4]2-和[SiO_4]4-對(duì)[PO_4]3-替代量的增加,Eu~(2+)與周圍配位O2-的平均鍵長(zhǎng)減小,Eu~(2+)所處晶體場(chǎng)增強(qiáng),Eu~(2+)的4f65d1能級(jí)分裂和質(zhì)心偏移增大,導(dǎo)致Eu~(2+)的4f65d1→4f7能級(jí)躍遷能量降低,并最終造成Sr9.97(PO_4)6-2x(SiO_4)x(SO_4)xO:0.03Eu~(2+)(x=0,1.5,3)熒光粉的發(fā)射峰紅移(439 nm→539 nm)。2.合成了La_(5.99)Ce_(0.01)M_4(SiO_4)6F2(M=Ca,Sr,Ba)熒光粉,該熒光粉發(fā)射藍(lán)光,且具有寬帶發(fā)射。研究了陽(yáng)離子類質(zhì)同像替代對(duì)結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著Ca→Sr→Ba類質(zhì)同像替代,Ce~(3+)與周圍陰離子的鍵長(zhǎng)增大,Ce~(3+)所處晶體場(chǎng)減弱,Ce~(3+)的5d能級(jí)分裂和質(zhì)心偏移減小,Ce~(3+)的5d→2F5/2和5d→2F7/2能級(jí)躍遷能量增大,造成La_(5.99)Ce_(0.01)M_4(SiO_4)6F2(M=Ca,Sr,Ba)發(fā)射峰藍(lán)移,從423 nm移動(dòng)到410 nm處。3.合成了La_(5.90-x)Ba_(4+x)(SiO_4)6-x(PO_4)xF2:0.10Ce~(3+)熒光粉,該熒光粉發(fā)射藍(lán)光,具有較好的熱穩(wěn)定性。研究了絡(luò)陰離子、陽(yáng)離子協(xié)同類質(zhì)同像替代對(duì)結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能的影響,發(fā)現(xiàn)隨著Ba~(2+)和[PO_4]3-對(duì)La~(2+)和[Si O_4]4-的類質(zhì)同像取代,Ce~(3+)與周圍離子的鍵長(zhǎng)增加,Ce~(3+)所處晶體場(chǎng)減弱,Ce~(3+)的5d晶體場(chǎng)分裂及質(zhì)心偏移減小,Ce~(3+)的5d→2F5/2和5d→2F7/2能級(jí)躍遷能量增大,造成熒光粉的發(fā)射峰藍(lán)移,從414 nm移動(dòng)到407 nm處。4.合成了Ba_(10)(PO_4)6O:Eu~(2+),Tb~(3+)/Li+熒光粉,發(fā)現(xiàn)Eu~(2+)和Tb~(3+)在Ba_(10)(PO_4)6O基質(zhì)中存在能量傳遞,能量傳遞機(jī)制可能是四極-四極相互作用。改變Eu~(2+)和Tb~(3+)的相對(duì)摻雜量,Ba_(10)(PO_4)6O:Eu~(2+),Tb~(3+)/Li+熒光粉的發(fā)光顏色可從藍(lán)光調(diào)至綠光。采用制備的綠色熒光粉Ba9.83(PO_4)6O:0.03Eu~(2+),0.07Tb~(3+),0.07Li+和商用紅色熒光粉CaAlSiN3:Eu~(2+)與370 LED芯片封裝成了一個(gè)白光器件,該器件具有較好的顯色指數(shù)和較低的色溫。合成了Lu5(SiO_4)3N:Ce~(3+),Tb~(3+)熒光粉,Ce~(3+)在Lu5(SiO_4)3N基質(zhì)中存在兩個(gè)發(fā)光中心。Ce~(3+)和Tb~(3+)在Lu5(Si O_4)3N基質(zhì)中存在能量傳遞,能量傳遞機(jī)制可能是四極-四極相互作用。通過控制Ce~(3+)和Tb~(3+)的相對(duì)摻雜量,Lu5(SiO_4)3N:Ce~(3+),Tb~(3+)熒光粉顏色可從藍(lán)光調(diào)至綠光。
【圖文】：

偏壓下hematic實(shí)現(xiàn)方光是由白光 L下 LED 中電子diagram of e方式由不同波長(zhǎng)LED 的白光子與空穴移動(dòng)electron and h的可見光混光亦是如此動(dòng)情況的示意hole mobility混合而成，至。目前 LED意圖（Li et ain LED und至少兩種以D 產(chǎn)生白光a以光

激活劑離子發(fā)光過程圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ422

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本文編號(hào)：2577446