白光LED用Eu掺杂硅酸盐荧光粉的发光性质研究

论文摘要

作为新世纪固体照明领域的重要组成,白光LED以其节能、环保、高效等诸多优良特性而受到广泛关注。目前技术最成熟的白光LED是由日本公司研发出的蓝光LED芯片涂覆黄色YAG:Ce3+荧光粉合成的。但是由于YAG:Ce3+荧光粉的专利限制以及缺乏红光成分导致显色性低的问题使得对于寻求新型荧光粉的研究变得越来越重要。在最近的研究中,掺杂Eu2+离子的碱土金属硅酸盐由于良好的稳定性、合成工艺简单等优点引起了研究人员的兴趣。本文以此为背景进行了白光LED用硅酸盐荧光粉的研究,取得如下结果：1.利用高温固相法合成不同浓度Eu2+掺杂的Sr2SiO4,研究了不同种类助熔剂对产物晶相结构及发光性能的影响,确定最佳的助熔剂为硼酸。通过激发和发光光谱研究了Eu2+掺杂的Sr2SiO4荧光粉的发光机理、浓度猝灭行为及色度学性质。通过光谱分析得出当Eu2+离子占据不同格位的Sr时其发光性能会有所不同。通过研究不同激发波长激发下的发射光谱以及色坐标得出样品的发光性受激发波长影响很大。样品的色坐标表明,所合成的荧光粉有应用于白光LED领域的可能。2.在还原气氛下,采用高温固相反应合成了SrO-MgO-SiO2:Eu荧光粉材料,研究了不同SiO2含量对产物的晶体结构、形貌、发光性质及色度学性质的影响。结果发现：制备出的荧光粉是由单斜晶系的Sr2SiO4和正交晶系的Mg2（SiO4）两相组成,SiO2的含量不影响样品的晶格结构。通过扫描电镜图片可以看出,SiO2的含量改变基本不影响荧光粉的晶体形貌。当SiO2含量较低时,Eu2+离子和Eu3+离子共同存在于合成的荧光粉当中,其中Eu3+离子占据着基质的晶格间隙中,Eu2+占据着Sr2SiO4化合物中Sr（I）和Sr（Ⅱ）两个格位。当SiO2含量较高时,反应可以更充分的进行且Eu2+掺杂情况好,使得发射强度增强。样品的色坐标位置取决于SiO2的含量以及激发波长。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 稀土元素概述
• 1.1.1 稀土元素简介
• 1.1.2 稀土元素的普遍性质
• 1.1.3 稀土的价值
• 1.1.4 稀土的主要用途
• 1.2 白光LED简介
• 1.2.1 LED的发展与现状
• 1.2.2 LED光源的优点
• 1.2.3 白光LED的实现方式以及优点
• 1.2.4 LED的发光原理
• 1.3 白光LED用荧光粉简介
• 1.3.1 白光LED用荧光粉的现状
• 1.3.2 白光LED用荧光粉简介
• 1.3.3 荧光粉的合成方法
• 1.3.4 荧光粉的表征方法
• 1.4 本论文研究的主要内容和意义
• 1.4.1 本论文的研究意义
• 1.4.2 本论文研究的主要内容
• 第2章 稀土离子的发光原理概述
• 2.1 稀土元素的电子结构与发光原理
• 2.1.1 稀土元素的电子结构
• 2.1.2 稀土离子的发光理论和跃迁类型
• 2+和Eu³⁺的特性'>2.2 稀土元素Eu²⁺和Eu³⁺的特性
• 2SiO₄:Eu²⁺荧光粉的制备工艺与发光性能研究'>第3章 Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光粉的制备工艺与发光性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.2.1 实验仪器及试剂
• 3.2.2 实验方案
• 3.2.3 样品的表征手段
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 助熔剂对样品物相的影响
• 3.3.2 样品的激发和发射光谱分析
• 2SiO₄:Eu²⁺的猝灭浓度'>3.3.3 Sr₂SiO₄:Eu²⁺的猝灭浓度
• 3.3.4 激发波长对发光色坐标的影响
• 3.4 小结
• 2:Eu²⁺荧光粉的制备与发光性能研究'>第4章 SrO-MgO-SiO₂:Eu²⁺荧光粉的制备与发光性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.2.1 实验仪器及试剂
• 4.2.2 实验方案
• 4.2.3 样品的表征手段
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 样品的晶体结构与形貌表征
• 4.3.2 样品的激发和发射光谱分析
• 4.3.3 激发波长与色坐标的依赖关系
• 4.4 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢