白光LED用堿土金屬硅酸鹽熒光粉的制備及光譜性質(zhì).pdf

1、白光LED 因其具有體積小、節(jié)能、環(huán)保、壽命長等優(yōu)點(diǎn)而引起人們的廣泛關(guān)注，被稱為第四代照明光源。實(shí)現(xiàn)白光LED 最成熟方式是熒光粉轉(zhuǎn)換法，因此白光LED 用熒光粉的制備和性能越來越受到人們的重視。
　　 稀土硅酸鹽體系發(fā)光材料由于其化學(xué)穩(wěn)定性好，耐水性強(qiáng)，發(fā)光顏色多樣，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，越來越引起人們的重視。本論文采用成功合成了稀土離子激活的系列白光LED 用堿土金屬多硅酸鹽熒光粉，借助XRD、EDS、SEM、熒光光譜等現(xiàn)代測試手

2、段，對合成產(chǎn)物進(jìn)行了分析和表征，得出以下結(jié)論：
　　 1. 采用凝膠-燃燒法成功合成了Eu2+摻雜的新型堿土多硅酸鹽藍(lán)色發(fā)光材料Sr2MgSi3O9:Eu2+，屬四方晶系（Tetragonal）。其一次顆粒近似球形，粒徑在100 nm 左右。
　　 激發(fā)光譜分布在250~450 nm的波長范圍，主激發(fā)峰位于424 nm 處，次激發(fā)峰位于400nm 處，可以被InGaN 管芯產(chǎn)生的近紫外輻射有效激發(fā)。發(fā)射光譜也為一寬帶，最

3、大發(fā)射峰位于470 nm 附近，是典型的Eu2+的4f5d-4f 躍遷導(dǎo)致的。Sr2MgSi3O9:Eu2+是一種很有前途用于白光LED的藍(lán)色熒光粉。此外，探討了Eu2+的摻雜濃度、還原溫度及共摻雜離子等對材料發(fā)光亮度的影響。
　　 2.采用凝膠-燃燒法合成Ce3+、Tb3+共摻的新型發(fā)光材料Sr2MgSi3O9:Ce3+,Tb3+。該發(fā)光材料與Sr2MgSi2O7 具有相似的晶體結(jié)構(gòu)，同屬四方晶系。樣品一次顆粒近似球形，粒徑在

4、100 nm 左右。Sr2MgSi3O9:Tb3+的激發(fā)光譜為一位于249 nm的寬帶，發(fā)射光譜主要由473 nm，491nm，547 nm，585 nm 等一系列發(fā)射峰組成，其中473 nm（5D3→7F3）為主發(fā)射峰，547 nm（5D4→7F5）為次發(fā)射峰；樣品Sr1.955MgSi3O9:Tb3+0.04,Ce3+0.005的激發(fā)光譜由峰值分別249 nm和335 nm的雙激發(fā)帶組成，其中后者為主激發(fā)帶。在335 nm激發(fā)下，其

5、發(fā)射光譜由兩部分組成，其中400 nm 附近的帶狀發(fā)射對應(yīng)于Ce3+的發(fā)射，而491 nm，547 nm，588 nm 處的發(fā)射峰歸屬為Tb3+的5D4→7FJ（J = 6，5，4）躍遷發(fā)射，最強(qiáng)峰位于547 nm，對應(yīng)Tb3+的5D4→7F5 躍遷。此外，探討了Ce3+摻雜量對樣品發(fā)光亮度的影響，發(fā)現(xiàn)Ce3+可以把能量傳遞給Tb3+，對Tb3+ 起到敏化作用。
　　 3. 采用凝膠-燃燒法合成Eu3+摻雜的新型堿土多硅酸鹽紅色

6、發(fā)光材xSrO·MgO·ySiO2（x = 1~2，y = 2~3）。Sr2MgSi3O9:Eu3+和SrMgSi2O6:Eu3+的晶體結(jié)構(gòu)均與Sr2MgSi2O7相似，同屬四方晶系。其激發(fā)和發(fā)射光譜分析表明：激發(fā)光譜在220~300 nm 之間出現(xiàn)一寬帶吸收，歸屬于O2--Eu3+之間的電荷遷移帶，300 nm 以后出現(xiàn)的銳線峰為Eu3+的f-f躍遷吸收峰，其最強(qiáng)銳線峰位于400 nm，對應(yīng)于Eu3+的基態(tài)到5L6 激發(fā)態(tài)躍遷吸收。因

7、此，熒光粉可以被InGaN 管芯產(chǎn)生的紫外輻射有效激發(fā)。發(fā)射光譜由兩個(gè)強(qiáng)發(fā)射峰組成，分別位于592 nm和618 nm 處，分別屬于典型的Eu3+的5D0→7F1和5D0→7F2 躍遷。此外，探討了發(fā)光中心Eu3+濃度、共摻雜離子Ti4+和Gd3+以及電荷補(bǔ)償劑Li+，Na+，K+對樣品發(fā)光特性的影響。
　　 4. 采用凝膠-燃燒法合成Eu2+摻雜的堿土氯硅酸鹽藍(lán)色熒光粉Sr4Si3O8Cl4:Eu2+。該發(fā)光材料與Sr4Si3

8、O8Cl4具有相同的晶體結(jié)構(gòu)，屬正交晶系。激發(fā)光譜分布在250~400 nm的一個(gè)較寬的波長范圍，可以被InGaN管芯產(chǎn)生的紫外及近紫外輻射有效激發(fā)。在324 nm的紫外光激發(fā)下，Sr4Si3O8Cl4:Eu2+產(chǎn)生一個(gè)主峰位于484 nm的寬帶發(fā)射，是典型的Eu2+的4f5d-4f 躍遷導(dǎo)致的。通過在基質(zhì)中摻雜Mg2+ 改變Eu2+的晶體場環(huán)境，使得Sr4-xMgxSi3O8Cl4:Eu2+發(fā)射光譜發(fā)生明顯變化，當(dāng)Mg2+濃度x 從0