白光LED用硅酸盐基稀土荧光粉的制备及发光性能研究

白光LED用硅酸盐基稀土荧光粉的制备及发光性能研究

论文摘要

采用高温固相反应法(SSR)和Pechini-溶胶凝胶法两种工艺制备了稀土离子掺杂的正硅酸盐荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光分光光度计对样品进行了分析,研究了碱金属离子掺杂、稀土离子掺杂、合成工艺对荧光粉物相组成、微观结构、发光性能的影响。研究结果表明:(1)Pechini-溶胶凝胶法与高温固相反应法相比,制得的荧光粉物相更加纯净;粉体颗粒粒径更加均一,且呈球形形态,有利于涂覆。(2)Ba2+掺杂的Sr2SiO4:Eu2+中Eu2+离子分布于两个不同的基体晶格位置,使发射光谱分别产生了绿光和黄光波段的发射;改变Ba2+、Eu2+离子掺杂浓度可以对荧光粉进行有效的光谱剪裁。碱金属离子Ba2+的掺杂使BaxSr2-x-ySiO4:Euy2+荧光粉的α′-Sr2SiO4物相结构得到了稳定。碱土金属离子Ca2+、Ba2+掺杂的Li2SrSiO4:Eu2+荧光粉具有宽带的激发和发射光谱,在色度图上分别位于蓝光区和黄光区。(3)阐述了稀土离子Eu2+、Ce3+共掺杂的Li2SrSiO4荧光粉中其存在的能量传递现象,同时通过理论公式的计算和证明确定了能量传递的机制;稀土离子Eu2+、Ce3+共掺杂的Li2SrSiO4荧光粉中存在电子偶极-偶极相互作用的Ce→Eu能量迁移现象;Li2SrSiO4:Ce, Eu在蓝光和黄光区域有两个发射峰,分别位于400 nm和570 nm处。当Ce3+离子浓度为0.005,Eu2+离子浓度n≥0.75时,产生浓度猝灭现象。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 图表清单
  • 第一章 绪论
  • 1.1 发光理论基础
  • 1.1.1 发光物质的定义和分类
  • 1.1.2 荧光粉的发光过程
  • 1.1.3 荧光粉的发光机理
  • 1.1.4 影响荧光粉发光性能的因素
  • 2+的发光机理'>1.1.5 稀土离子Eu2+的发光机理
  • 1.2 白光LED 用荧光粉的研究进展
  • 1.2.1 蓝光转换型荧光粉
  • 1.2.2 近紫外、紫外光激发的红绿蓝荧光粉和白光发射体系
  • 1.2.3 目前荧光粉存在的问题和发展趋势
  • 1.3 选题的目的及意义
  • 第二章 实验与性能测试
  • 2.1 实验药品
  • 2.2 实验仪器及设备
  • 2.3 样品的制备
  • 2.3.1 高温固相反应法
  • 2.3.2 溶胶凝胶法
  • 2.4 样品表征及测试
  • 2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+荧光粉物相结构和发光性能的影响'>第三章 Ba2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+荧光粉物相结构和发光性能的影响
  • 3.1 烧成温度的确定
  • 2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+物相结构的影响'>3.2 Ba2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+物相结构的影响
  • 2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+微观形貌的影响'>3.3 Ba2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+微观形貌的影响
  • 2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+发光性能的影响'>3.4 Ba2+离子掺杂对Sr2Si04:Eu2+发光性能的影响
  • xSr1.99-xSi04:Eu0.012+的激发光谱'>3.4.1 BaxSr1.99-xSi04:Eu0.012+的激发光谱
  • xSr1.99-xSi04:Eu0.012+的发射光谱'>3.4.2 BaxSr1.99-xSi04:Eu0.012+的发射光谱
  • xSr1.99-x-ySi04:Euy2+荧光粉发光的能带理论'>3.5 BaxSr1.99-x-ySi04:Euy2+荧光粉发光的能带理论
  • 3.6 发光过程的位形坐标模型
  • 3.7 本章结论
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的制备及发光性能'>第四章 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的制备及发光性能
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉制备温度的确定'>4.1 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉制备温度的确定
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉'>4.1.1 Pechini-溶胶凝胶法合成Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉'>4.1.2 高温固相反应法合成Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的微观形貌'>4.2 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的微观形貌
  • 4.2.1 溶胶凝胶法制备荧光粉的晶粒长大过程
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的微观形貌'>4.2.2 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的微观形貌
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的物相结构'>4.3 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的物相结构
  • 2SrSi04:Eu2+荧光粉的物相结构'>4.3.1 Li2SrSi04:Eu2+荧光粉的物相结构
  • 2CaSi04:Eu2+荧光粉的物相结构'>4.3.2 Li2CaSi04:Eu2+荧光粉的物相结构
  • 2BaSi04:Eu2+荧光粉的物相结构'>4.3.3 Li2BaSi04:Eu2+荧光粉的物相结构
  • 2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的发光性能'>4.4 Li2MSi04:Eu2+(M=Sr,Ca,Ba)荧光粉的发光性能
  • 4.5 本章结论
  • 2SrSi04荧光粉荧光性能的影响'>第五章 Ce、Eu 共掺杂对Li2SrSi04荧光粉荧光性能的影响
  • 2SrSi04:Ce,Eu 的物相结构与微观形貌特征'>5.1 Li2SrSi04:Ce,Eu 的物相结构与微观形貌特征
  • 2SrSi04:Ce,Eu 的发光光谱'>5.2 Li2SrSi04:Ce,Eu 的发光光谱
  • 2+及Ce3+的理论发射峰波长'>5.3 Eu2+及Ce3+的理论发射峰波长
  • 3+→Eu2+的能量迁移'>5.4 Ce3+→Eu2+的能量迁移
  • 5.5 本章结论
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 在学期间的研究成果及发表的学术论文
  • 相关论文文献

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