Li2MSiO4(M=Sr,Ca,Ba)-Eu2+,(N=Ce3+,Tb3+)硅酸鹽熒光粉的制備和性能研究.pdf

1、白光發(fā)光二極管(light-emitting diode,LED)作為一種很有潛力的固體照明光源,其光效和色度參數(shù)以及價(jià)格是最為重要的指標(biāo),而決定這些指標(biāo)的則是芯片以及涂覆在芯片上的熒光轉(zhuǎn)換材料。目前,由藍(lán)光氮化鎵芯片和黃色YAG熒光粉Y3Al5O12:Ce3+組成的白光LED占領(lǐng)主流市場(chǎng),其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,利于批量商業(yè)化生產(chǎn)。但它是日亞化學(xué)公司(Nichia Corporation)擁有的專利;且其YAG熒光粉激發(fā)光譜范圍(420～490n

2、m)較窄,最大波長(zhǎng)只達(dá)540nm左右,缺少紅光成分;存在局限性。
　　 因此,本研究致力于制備一些可被藍(lán)光或近紫外光有效激發(fā)的新型熒光粉。選擇Li2MSiO4(M=Sr,Ca,Ba):Eu2+硅酸鹽熒光粉為研究對(duì)象,且首次采用非均相沉淀法對(duì)Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉進(jìn)行制備和表征,并通過(guò)摻雜Ce3+和Tb3=稀土離子來(lái)提高該Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉的發(fā)光性能。
　　 本研究分為以下三個(gè)部分,各部分均研究

3、了熒光粉的晶體組成和發(fā)光性能:第一部分是用高溫固相法制備Li2MSiO4(M=St,Ca,Ba):Eu2+硅酸鹽熒光粉,并研究其發(fā)光特性;第二部分是用非均相沉淀法制備Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉,研究此制備工藝參數(shù)對(duì)發(fā)光性能的影響;第三部分是研究以Ce3+和Tb3+作為敏化劑,對(duì)Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉發(fā)光性能和能量傳遞過(guò)程的影響。所獲結(jié)論如下:
　　 1、用高溫固相法成功地制備出Li2MSiO4(M=St,Ca

4、,Ba):Eu2+硅酸鹽熒光粉,并分別研究了Eu2+離子濃度在各個(gè)Li2MSiO4(M=Sr,Ca,Ba):Eu2+硅酸鹽熒光粉中的最佳摻雜量,結(jié)果分別是名義組成Li2Sr0.995SiO4:0.005Eu2+、Li2Ba0.990SiO4:0.010Eu2+和Li2Ca0.995SiO4:0.005Eu2+;Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉在Ca2+和Ba2+的摻雜時(shí),均可提高發(fā)光強(qiáng)度。
　　 2、用非均相沉淀法制備了Li2

5、SrSiO4:Eu2+熒光粉,分析對(duì)比了非均相沉淀法和高溫固相法制備的熒光粉性能,研究了非均相沉淀法制備Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉時(shí),沉淀反應(yīng)溫度、沉淀劑添加比例和名義離子摻雜量等對(duì)熒光粉發(fā)光性能的影響。結(jié)果指出:相對(duì)于高溫固相法,非均相沉淀法可在相對(duì)較低的溫度下制備發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)較高的Li2SrSiO4:Eu2+熒光粉;制備的熒光粉的顆?？沙尸F(xiàn)出類球狀。在相同的保溫反應(yīng)時(shí)間4 h時(shí),沉淀反應(yīng)溫度為60℃,沉淀劑過(guò)量40％,Eu2

6、+名義摻雜量為0.005 mol時(shí),制備的樣品發(fā)光強(qiáng)度最佳。
　　 3、用高溫固相法制備了Li2SrSiO4:Eu2+,N(N=Ce3+,Tb3+)熒光粉,通過(guò)熒光光譜分析研究其發(fā)光特性以及激活劑Eu2+與敏化劑Tb3+或Ce3+間的能量傳遞方式。研究結(jié)果表明:當(dāng)Eu2+和Tb3+、Ce3+共存于Li2SrSiO4基質(zhì)中時(shí),在500～650 nm范圍內(nèi),Tb3+和Ce3+對(duì)Eu2+具有很強(qiáng)的敏化作用,并通過(guò)電多極相互作用將能量傳