MgAl2O4:Mn2+在蓝光激发下的光致发光性质

论文摘要

本工作的主要内容是研究MgAl2O4:Mn2+在蓝光激发下的光致发光性质，并且针对Mn2+在超过最优浓度后发光亮度下降这一事实提出了不同于以往的新解释。首先，对MgAl2O4:xMn2+在室温下的光致发光性质进行了研究。研究发现Mn2+在MgAl2O4中占据四面体格位，发光为位于520nm的绿色宽带。对于MgAl2O4:Mn2+的激发光谱研究表明，本材料在425nm和450nm处存在相对较强的激发峰，这说明MgAl2O4:Mn2+可以被商用InGaN芯片的蓝光激发，成为固态发光器件向长波长扩展的一种解决方案。通过改变Mn2+的掺杂浓度x，得到Mn2+的最佳掺杂浓度为x=10%。其次，深入研究了MgAl2O4:xMn2+在x>10%后发光强度下降的原因。通过发光动力学的研究，测量了Mn2+的寿命，通过发光强度计算值和测量值的比较，发现浓度猝灭效应不足以完全解释MgAl2O4:xMn2+在x>10%的情况下发光强度降低的事实。进而，在室温下对样品MgAl2O4:10%Mn2+进行了漫反射光谱测量，发现样品内部的缺陷与Mn2+之间存在对激发光的竞争吸收以及发射光的再吸收过程。从而提出浓度猝灭效应与缺陷态共同导致了Mn2+在x>10%的情况下发光强度减弱的新解释。最后，研究了MgAl2O4:10%Mn2+的变温发光性质，发现MgAl2O4:10%Mn2+拥有优越的热稳定性，在300K到500K的范围内，Mn2+的发光不仅没有减弱，反而略有加强。为了解释这种热稳定性，对样品进行了变温漫反射谱研究。发现缺陷态在可见光区域的吸收带随着温度的升高而减弱，即缺陷态对Mn2+在450nm处的竞争吸收以及520nm处的再吸收效应随着温度升高而减弱，从而解释了为什么MgAl2O4:Mn2+在300K到500K范围内不会表现出热猝灭效应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 照明光源发展概况
• 1.2 适用于蓝光激发的能量转换荧光粉的发展概况
• 第2章 基本理论
• 2.1 荧光粉的发光机理
• 2.2 荧光材料的表征及测量技术
• 2.3 dn电子的发光以及晶体场对其发光的影响
• 2+的光谱性质'>2.4 Mn²⁺的光谱性质
• 2.5 尖晶石的结构
• 第3章 样品的制备与表征
• 3.1 无机发光材料合成方法简介
• 2O₄:Mn²⁺的制备'>3.2 MgAl₂O₄:Mn²⁺的制备
• 3.3 样品的表征
• 2O₄:Mn²⁺在常温下的发光性质'>第4章 MgAl₂O₄:Mn²⁺在常温下的发光性质
• 2O₄:Mn²⁺的晶体结构'>4.1 MgAl₂O₄:Mn²⁺的晶体结构
• 2O₄:Mn²⁺在室温下的光致发光性质'>4.2 MgAl₂O₄:Mn²⁺在室温下的光致发光性质
• 2O₄:Mn²⁺在室温下的时间分辨光谱'>4.3 MgAl₂O₄:Mn²⁺在室温下的时间分辨光谱
• 2O₄:Mn²⁺在室温下的漫反射光谱'>4.4 MgAl₂O₄:Mn²⁺在室温下的漫反射光谱
• 4.5 小结
• 2O₄:Mn²⁺在变温下的发光性质'>第5章 MgAl₂O₄:Mn²⁺在变温下的发光性质
• 2O₄:Mn²⁺在变温下的光致发光性质'>5.1 MgAl₂O₄:Mn²⁺在变温下的光致发光性质
• 2O₄:Mn²⁺在变温下的漫反射光谱'>5.2 MgAl₂O₄:Mn²⁺在变温下的漫反射光谱
• 5.3 小结
• 2+对 MgAl₂O₄:Mn²⁺的余辉性能的改善'>第6章 Zn²⁺对 MgAl₂O₄:Mn²⁺的余辉性能的改善
• 6.1 余辉产生的基本原理
• 2O₄:xZn2+,2%Mn²⁺的晶体结构'>6.2 MgAl₂O₄:xZn2+,2%Mn²⁺的晶体结构
• 2O₄:xZn2+,2%Mn²⁺的余辉发光性能'>6.3 MgAl₂O₄:xZn2+,2%Mn²⁺的余辉发光性能
• 6.4 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 研究展望
• 参考文献
• 在学期间学术成果情况
• 指导教师及作者简介
• 致谢