白光LED荧光粉的制备及其发光特性

论文摘要

本研究利用高温固相法合成制备了Eu3+、Eu2+/Mn2+和Ce3+/Eu2+掺杂的Ca10Na（PO4）7、Ca10Na0.75K0.25（PO4）7、Ca10K（PO4）7和Sr3Al2O6等荧光粉,通过XRD测试和荧光光谱仪对其结构和发光特性进行分析。主要内容如下：研究了白光荧光粉Ca9.95-xNa0.75K0.25（PO4）7:0.05Eu2+,xMn2+的相组成和荧光发射性能。结果表明,由于样品中存在着晶体结构相似的双相,使得Eu2+的5d-4f跃迁辐射出峰值分别位于491nm和540nm宽谱荧光。同时由于Eu2+-Mn2+之间的能量传递和Mn2+的八配位格位的占据,使得Mn2+的4T1（4G）-6A1（6S）跃迁产生峰值为635nm红光发射。Mn2+和Eu2+的荧光组合获得了色坐标为（0.3335,0.2924）,（0.3999,0.3179）和（0.3307,0.2564）的白光发射。研究了Ca10-xK（PO4）7:xEu3+的红色荧光粉。X射线衍射表明,样品具有标准的Ca10K（PO4）7六角晶体结构,且无第二相存在。在393nm的波长激发下,样品获得由Eu3+的4f-4f跃迁产生红光发射,其中以613nm附近的5D0→7F2电偶极跃迁发射为最强。通过调节Eu3+的掺杂浓度,获得了色坐标与商业化Y2O2S:Eu3+荧光粉十分接近的接近纯色的红色荧光粉。在第五章研究了荧光粉Ca9.98-xNa （PO4）7:0.02Eu2+,xMn2+的相组成和荧光特性,结果表明,样品具有单相晶体结构,Eu2+离子和Mn2+离子均占据Ca2+离子的格位,色坐标范围从（0.2657,0.4346）到（0.3501,0.3869）。研究了Sr3-x-yAl2O6:xCe3+,yEu2+的相组成与荧光特性,结果表明,样品具有单相Sr3Al2O6晶体结构。在360nm波长的紫外光激发下,Ce3+离子辐射出峰值在434nm附近的宽谱蓝光。通过能量传递作用,Eu2+离子辐射峰值为517nm左右的宽谱绿光。Ce3+和Eu2+的荧光组合获得了色坐标为（0.2611,0.3313）的近白光发射。样品的激发光谱分布在250-400nm的波长范围,这种荧光粉有望在紫外或近紫外激发的白光LED中获得应用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究背景简介
• 1.2.1 发光原理
• 1.2.2 稀土离子能阶
• 1.2.3 浓度淬灭
• 1.2.4 能量转移
• 1.2.5 CIE色坐标
• 2+,Mn²⁺共激活的白光LED用荧光粉体系'>1.3 Eu²⁺,Mn²⁺共激活的白光LED用荧光粉体系
• 1.3.1 硅酸盐系荧光粉
• 1.3.2 卤硅酸盐系荧光粉
• 1.3.3 铝酸盐系荧光粉
• 1.3.4 磷酸盐系荧光粉
• 1.3.5 硼酸盐系荧光粉
• 1.4 本研究课题的来源及主要研究内容
• 1.4.1 本研究课题的来源
• 1.4.2 主要内容
• 1.5 题特色与创新性
• 1.5.1 课题特色
• 1.5.2 创新性
• 第二章 实验方法
• 2.1 实验样品
• 2.2 仪器设备
• 2.3 实验步骤流程
• 9.95-xNa_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺,xMn²⁺的制备及其发光特性'>第三章 白光荧光粉Ca_9.95-xNa_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺,xMn²⁺的制备及其发光特性
• 3.1 引言
• 3.2 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 相组成和晶体结构
• 9.95Na_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺的发光特性'>3.3.2 Ca_9.95Na_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺的发光特性
• 9.95-xNa_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺,xMn²⁺的发光特性'>3.3.3 Ca_9.95-xNa_0.75K_0.25（PO₄）₇:0.05Eu²⁺,xMn²⁺的发光特性
• 3.4 本章小结
• 10K（PO₄）₇:Eu³⁺红色荧光粉的制备及发光性质'>第四章 Ca₁₀K（PO₄）₇:Eu³⁺红色荧光粉的制备及发光性质
• 4.1 引言
• 4.2 实验过程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 相组成和晶体结构
• 9.88K（PO₄）₇:0.12Eu³⁺的发光特性'>4.3.2 Ca_9.88K（PO₄）₇:0.12Eu³⁺的发光特性
• 3+掺杂浓度对Ca₁₀K（PO₄）₇:Eu³⁺发光强度的影响'>4.3.3 Eu³⁺掺杂浓度对Ca₁₀K（PO₄）₇:Eu³⁺发光强度的影响
• 4F对Ca_9.88K（PO₄）₇:0.12Eu³⁺荧光粉发光性能的影响'>4.3.4 NH₄F对Ca_9.88K（PO₄）₇:0.12Eu³⁺荧光粉发光性能的影响
• 10K（PO₄）₇:Eu³⁺的色坐标图'>4.3.5 Ca₁₀K（PO₄）₇:Eu³⁺的色坐标图
• 4.4 本章小结
• 9.98-xNa（PO₄）₇:0.02Eu²⁺,xMn²⁺的制备及其发光特性'>第五章 绿光荧光粉Ca_9.98-xNa（PO₄）₇:0.02Eu²⁺,xMn²⁺的制备及其发光特性
• 5.1 引言
• 5.2 实验过程
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 样品的相组成和晶体结构
• 9.98Na（PO₄）₇:0.02Eu²⁺的激发光谱与发射光谱'>5.3.2 Ca_9.98Na（PO₄）₇:0.02Eu²⁺的激发光谱与发射光谱
• 9.74Na（PO₄）₇:0.02Eu²⁺,0.24Mn²⁺的发光特性'>5.3.3 Ca_9.74Na（PO₄）₇:0.02Eu²⁺,0.24Mn²⁺的发光特性
• 5.4 本文小结
• 3-x-yAl₂O₆:xCe³⁺,yEu²⁺的制备及其发光特性'>第六章 蓝绿光荧光粉Sr_3-x-yAl₂O₆:xCe³⁺,yEu²⁺的制备及其发光特性
• 6.1 引言
• 6.2 实验过程
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 相组成和晶体结构
• 2.96Al₂O₆:0.04Ce³⁺的激发光谱和发射光谱'>6.3.2 Sr_2.96Al₂O₆:0.04Ce³⁺的激发光谱和发射光谱
• 2.96Al₂O₆:0.04Eu²⁺的激发光谱和发射光谱'>6.3.3 Sr_2.96Al₂O₆:0.04Eu²⁺的激发光谱和发射光谱
• 2.96-xAl₂O₆:0.04Ce³⁺,xEu²⁺的发光特性'>6.3.4 Sr_2.96-xAl₂O₆:0.04Ce³⁺,xEu²⁺的发光特性
• 6.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢