近紫外激發(fā)的SrLu 2 O 4 :Ce 3+ 藍(lán)色熒光粉的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-30 22:04
隨著白光LED技術(shù)的進(jìn)步和人類對(duì)更高照明品質(zhì)的追求,具有安全健康、色彩還原度和飽和度高、光譜連續(xù)性好等特點(diǎn)的全光譜白光LED,受到了行業(yè)的廣泛關(guān)注。近年來報(bào)道的SrLu2O4:Ce3+藍(lán)色熒光粉激發(fā)主峰與近紫外芯片十分匹配、半高寬寬、熱穩(wěn)定性優(yōu)異,在全光譜白光LED中具有非常好的應(yīng)用前景。但是,目前該熒光粉的研究尚不充分,發(fā)光機(jī)理不明確,特別是激活劑Ce3+占位不明確、光譜未調(diào)節(jié)、發(fā)光效率未優(yōu)化等。本論文針對(duì)這些問題展開了詳細(xì)研究。采用高溫固相法在不同溫度合成了 SrLu2O4:Ce3+熒光粉。研究發(fā)現(xiàn),1480≤和1520℃合成的SrLu2O4:Ce3+的激發(fā)光譜相對(duì)1560≤和1600≤合成的SrLu2O4:Ce3+的激發(fā)光譜少一個(gè)360 nm的激發(fā)峰,同時(shí)隨合成溫度的升高,發(fā)射光譜紅移,肩峰抬升,發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)。結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)精修、發(fā)光性能表征、晶體場(chǎng)理論分析等方法,綜合推斷出:在相對(duì)較低合成溫度(1480℃和1520℃)下,激活劑Ce3+只占Sr2+格位,在而相對(duì)高合成溫度(1560℃和1600℃)下,激活劑Ce3+占據(jù)Sr2+和Lu3+兩個(gè)格位。系統(tǒng)研究了SrLu2O4:Ce3+...
【文章來源】:北京有色金屬研究總院北京市
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?(a)近紫外激發(fā)的全光譜白光LED光譜;(b)太陽光譜??
鹽體系等;按??發(fā)光顏色分類,包括藍(lán)色熒光粉、綠色熒光粉、黃色熒光粉、紅色熒光粉和單一基質(zhì)??白光熒光粉等。本節(jié)按顏色分類總結(jié)了近紫外激發(fā)的白光LED用熒光粉的研究現(xiàn)狀。??1.3.1近紫外激發(fā)的藍(lán)色熒光粉??目前應(yīng)用最廣泛的并且已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的藍(lán)色熒光粉BaMgAl1()Ol7:Eu2+(BAM),??由于它具有發(fā)光效率高、色純度好等優(yōu)良性能,被廣泛用于緊湊型熒光燈和等離子顯??不器件。它的激發(fā)光譜位于240-420?nm,最強(qiáng)激發(fā)峰為355?nm,發(fā)射主峰位于450??nm,如圖1.2(a)所示tlBAM的晶體結(jié)構(gòu)屬于爐氧化鋁結(jié)構(gòu),由尖晶石層(MgAll()Ol6)??和鏡面層(BaO)堆垛組成,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較差,從而導(dǎo)致其熱穩(wěn)定性表現(xiàn)較差,??在烘烤工藝及器件使用時(shí)劣化嚴(yán)重,極大的限制了?BAM的一些應(yīng)用[19]。另外,它的??最強(qiáng)激發(fā)峰位于355nm,與目前高效近紫外LED芯片的發(fā)射波長(zhǎng)(400nm附近)相??差較遠(yuǎn),從而使得其在近紫外LED芯片激發(fā)下效率偏低。??⑷。????.?,?(b)????08??^*V?(?\?J64?W6?426??士.?:?I-?A/T\-jfl〇c??|05?■?/\?\?;?'\?^?/?U;?\??I?04^?/?Excitaton?V?'Emission?g?.?;?1?M?\??:。海??0?0?-?■???■一??z?_?.?■?廣:??1???1???I???i??????I??????????250?300?35〇wa:^;:?500?550?550??圖1.2?(a)BAM的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜;(b)NaSrB
60?469?70?48?[34]??Ca5.45Li3.55(Si〇4)3〇0.45F,.55:Ce3+?221,264?445?70?71?[35]??SrLu2〇4:Ce3+?405?460?90?86?[32]??1.3.2近紫外激發(fā)的綠色熒光粉??目前,近紫外激發(fā)的綠色熒光粉中,Eu2+離子激活的堿土硅酸鹽因其優(yōu)異的熱穩(wěn)??定性,抗氧化性和優(yōu)良的光學(xué)性能,從而成為研宄最多的體系。例如:Kasturi等研??宄的BaZnSi〇4:Eu2+,其結(jié)構(gòu)圖如圖1.3(a)所示,該熒光粉具有很寬的吸收帶(270-450??nm),且發(fā)射光譜寬,發(fā)光強(qiáng)度強(qiáng),發(fā)射光譜主峰位置為502nm,如圖1.3(b)所示。??Lee等[37]研宄的Ca14Mg2(Si〇4)8:Eu2+,Mn2+,通過改變Eu2+和Mn2+激活離子間的比例,??發(fā)射光可以實(shí)現(xiàn)從綠色到紅色的改變,并且可以通過合適的摻雜量和恰當(dāng)?shù)募せ铍x子??間的比例,實(shí)現(xiàn)單一基質(zhì)白光發(fā)射。Pavitra等[381研宄的(Ba,Sr)2Si〇4:Eu2+,加入Sr元??素之后,其發(fā)光強(qiáng)度有明顯的提高,內(nèi)量子效率從原來的47%增加到了?59%。Sun等??139]研究的A-Sr2Si04:Eu2+,研宄發(fā)現(xiàn)隨著Eu2+濃度增加到0.01時(shí),熒光粉的基質(zhì)晶體??學(xué)類型從原來的A相轉(zhuǎn)變成《’相,并且發(fā)射光譜從綠光轉(zhuǎn)變?yōu)辄S光,發(fā)射主峰會(huì)在??500-525?nm之間變化。??(a)?(b)??w???廠??f?310nm?⑷??凝丨A????丨丨-丨丨1祕(mì)■?叫??— ̄^?^???Wav*l?ngtt>?(nm)??圖1.3?(a)BaZ
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全光譜LED發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 李琪,辛易. 中國(guó)照明電器. 2017(03)
[2]高顯色全光譜LED特性及其對(duì)解決藍(lán)光危害的貢獻(xiàn)[J]. 馮榮標(biāo),陳濤,陳偉,萬國(guó)江. 光源與照明. 2016(01)
[3]淺析LED原理及其照明應(yīng)用[J]. 汪銘. 福建質(zhì)量管理. 2016(02)
[4]半導(dǎo)體藍(lán)光二極管的發(fā)光之路[J]. 鮑海飛. 現(xiàn)代物理知識(shí). 2014(06)
[5]白光LED熒光粉研究及應(yīng)用新進(jìn)展[J]. 劉榮輝,何華強(qiáng),黃小衛(wèi),胡運(yùn)生,劉元紅,莊衛(wèi)東. 半導(dǎo)體技術(shù). 2012(03)
[6]白光LED應(yīng)用于室內(nèi)照明的分析與探討[J]. 聶蓉,陳益民,駱德漢,黃杰. 燈與照明. 2009(01)
[7]白光LED照明技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)現(xiàn)狀[J]. 沈培宏. 燈與照明. 2006(02)
本文編號(hào):3110233
【文章來源】:北京有色金屬研究總院北京市
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?(a)近紫外激發(fā)的全光譜白光LED光譜;(b)太陽光譜??
鹽體系等;按??發(fā)光顏色分類,包括藍(lán)色熒光粉、綠色熒光粉、黃色熒光粉、紅色熒光粉和單一基質(zhì)??白光熒光粉等。本節(jié)按顏色分類總結(jié)了近紫外激發(fā)的白光LED用熒光粉的研究現(xiàn)狀。??1.3.1近紫外激發(fā)的藍(lán)色熒光粉??目前應(yīng)用最廣泛的并且已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)的藍(lán)色熒光粉BaMgAl1()Ol7:Eu2+(BAM),??由于它具有發(fā)光效率高、色純度好等優(yōu)良性能,被廣泛用于緊湊型熒光燈和等離子顯??不器件。它的激發(fā)光譜位于240-420?nm,最強(qiáng)激發(fā)峰為355?nm,發(fā)射主峰位于450??nm,如圖1.2(a)所示tlBAM的晶體結(jié)構(gòu)屬于爐氧化鋁結(jié)構(gòu),由尖晶石層(MgAll()Ol6)??和鏡面層(BaO)堆垛組成,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性相對(duì)較差,從而導(dǎo)致其熱穩(wěn)定性表現(xiàn)較差,??在烘烤工藝及器件使用時(shí)劣化嚴(yán)重,極大的限制了?BAM的一些應(yīng)用[19]。另外,它的??最強(qiáng)激發(fā)峰位于355nm,與目前高效近紫外LED芯片的發(fā)射波長(zhǎng)(400nm附近)相??差較遠(yuǎn),從而使得其在近紫外LED芯片激發(fā)下效率偏低。??⑷。????.?,?(b)????08??^*V?(?\?J64?W6?426??士.?:?I-?A/T\-jfl〇c??|05?■?/\?\?;?'\?^?/?U;?\??I?04^?/?Excitaton?V?'Emission?g?.?;?1?M?\??:。海??0?0?-?■???■一??z?_?.?■?廣:??1???1???I???i??????I??????????250?300?35〇wa:^;:?500?550?550??圖1.2?(a)BAM的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜;(b)NaSrB
60?469?70?48?[34]??Ca5.45Li3.55(Si〇4)3〇0.45F,.55:Ce3+?221,264?445?70?71?[35]??SrLu2〇4:Ce3+?405?460?90?86?[32]??1.3.2近紫外激發(fā)的綠色熒光粉??目前,近紫外激發(fā)的綠色熒光粉中,Eu2+離子激活的堿土硅酸鹽因其優(yōu)異的熱穩(wěn)??定性,抗氧化性和優(yōu)良的光學(xué)性能,從而成為研宄最多的體系。例如:Kasturi等研??宄的BaZnSi〇4:Eu2+,其結(jié)構(gòu)圖如圖1.3(a)所示,該熒光粉具有很寬的吸收帶(270-450??nm),且發(fā)射光譜寬,發(fā)光強(qiáng)度強(qiáng),發(fā)射光譜主峰位置為502nm,如圖1.3(b)所示。??Lee等[37]研宄的Ca14Mg2(Si〇4)8:Eu2+,Mn2+,通過改變Eu2+和Mn2+激活離子間的比例,??發(fā)射光可以實(shí)現(xiàn)從綠色到紅色的改變,并且可以通過合適的摻雜量和恰當(dāng)?shù)募せ铍x子??間的比例,實(shí)現(xiàn)單一基質(zhì)白光發(fā)射。Pavitra等[381研宄的(Ba,Sr)2Si〇4:Eu2+,加入Sr元??素之后,其發(fā)光強(qiáng)度有明顯的提高,內(nèi)量子效率從原來的47%增加到了?59%。Sun等??139]研究的A-Sr2Si04:Eu2+,研宄發(fā)現(xiàn)隨著Eu2+濃度增加到0.01時(shí),熒光粉的基質(zhì)晶體??學(xué)類型從原來的A相轉(zhuǎn)變成《’相,并且發(fā)射光譜從綠光轉(zhuǎn)變?yōu)辄S光,發(fā)射主峰會(huì)在??500-525?nm之間變化。??(a)?(b)??w???廠??f?310nm?⑷??凝丨A????丨丨-丨丨1祕(mì)■?叫??— ̄^?^???Wav*l?ngtt>?(nm)??圖1.3?(a)BaZ
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]全光譜LED發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 李琪,辛易. 中國(guó)照明電器. 2017(03)
[2]高顯色全光譜LED特性及其對(duì)解決藍(lán)光危害的貢獻(xiàn)[J]. 馮榮標(biāo),陳濤,陳偉,萬國(guó)江. 光源與照明. 2016(01)
[3]淺析LED原理及其照明應(yīng)用[J]. 汪銘. 福建質(zhì)量管理. 2016(02)
[4]半導(dǎo)體藍(lán)光二極管的發(fā)光之路[J]. 鮑海飛. 現(xiàn)代物理知識(shí). 2014(06)
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[6]白光LED應(yīng)用于室內(nèi)照明的分析與探討[J]. 聶蓉,陳益民,駱德漢,黃杰. 燈與照明. 2009(01)
[7]白光LED照明技術(shù)進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)現(xiàn)狀[J]. 沈培宏. 燈與照明. 2006(02)
本文編號(hào):3110233
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