利用非等價取代調(diào)控優(yōu)化熒光材料的發(fā)光性能.pdf

1、近年來，隨著不可再生能源的不斷消耗，能源危機已經(jīng)成為舉世矚目的焦點。白光LED照明技術(shù)以其效率高、壽命長的特點逐漸成為照明顯示領(lǐng)域的主流，為緩解能源危機做出了重要的貢獻(xiàn)。因此，用于白光LED的熒光粉也越來越成為科研工作者研究的熱點，包括傳統(tǒng)的硅酸鹽、鋁酸鹽熒光粉。本論文主要研究了KMg4(PO4)3∶Ce3+，Tb3+和Ca2+xLa8-x(SiO4)6O2-x∶Eu2+兩種綠色熒光粉的晶體結(jié)構(gòu)和發(fā)光性能，并考察了其在白光LED領(lǐng)域的應(yīng)

2、用價值。重點是非等價取代對熒光粉發(fā)光性能的影響。
　　本論文分為四章:
　　第一章為緒論，介紹了人類照明發(fā)展的歷史、白光LED技術(shù)、熒光粉的發(fā)光機理以及常用熒光粉。根據(jù)上述原理提出了本論文的實驗思路。
　　第二章介紹了KMg4(PO4)3∶Ce3+，Tb3+熒光粉的制備和能量傳遞機理。同時，作為一個非等價取代的例子，本章深入地導(dǎo)論了Ce3+、Tb3+在KMg4(PO4)3晶格中的占據(jù)位。通過對KMg4(PO4)3的晶體

3、結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致深入的分析，又結(jié)合XRD和EPR的測試結(jié)果，證明了Ce3+、Tb3+均取代K+的位置，同時為了平衡非等價取代時多余的正電荷，會有O2-進(jìn)入到KMg4(PO4)3晶格的管道中。實驗還發(fā)現(xiàn)Ce3+可以很大程度上提高Tb3+的發(fā)光強度。激發(fā)光譜、發(fā)射光譜以及熒光壽命曲線都證明了Ce3+和Tb3+之間能量傳遞的存在。計算結(jié)果顯示在該熒光粉中能量傳遞的效率高達(dá)95％以上。通過理論分析，發(fā)現(xiàn)能量傳遞的機理是偶極-四極相互作用。
　

4、　第三章介紹了Ca2+xLa8-x(SiO4)6O2-0.5x∶yEu2+熒光粉的相關(guān)研究成果，包括合成方法、晶體結(jié)構(gòu)、發(fā)光性質(zhì)及其晶格中Eu3+離子的還原機理。我們通過增加晶體中Ca2+離子的比例、減少La3+離子的比例，成功使Eu3+還原為Eu2+，從而大大增強熒光粉的綠光發(fā)射，峰值位于510nm。我們認(rèn)為由于Ca2+取代La3+是不等價取代，使晶格中的O2-離子數(shù)減少，從而降低Eu3+被還原的難度。XANES測試結(jié)果表明隨著x值增

5、大，熒光粉中Eu2+離子的數(shù)目確實增多了。Rietveld精修結(jié)果顯示所得Ca2+xLa8-x(SiO4)6O2-0.5x(x=0、1、2)晶體均屬于六方晶系，空間群為P6/3m(176)，且隨著x值增大，晶體中氧離子的量減少。EPR數(shù)據(jù)也證明了Ca2+離子取代La3+離子后，晶體中氧空位增多。這些結(jié)果都證明了我們提出的Eu3+的還原機理。另外，我們還以Ca6La4(SiO4)6∶0.04Eu2+作為綠粉，配合365nm近紫外LED芯片