YAG：Ce3+，Ln3+与YAG：Eu3+超细荧光粉的制备及发光性能研究

论文摘要

本文阐述了白光LED的基本原理,荧光粉的发展及制备方法;介绍了稀土元素的发光原理,并对YAG: Ce3+, Ln3+(Ln3+=Pr3+, Eu3+)和YAG: Eu3+荧光粉的发光性能进行了研究。本文分别采用共沉淀法和胶束辅助的共沉淀法合成了YAG: Ce3+, Ln3+(Ln3+=Pr3+, Eu3+)和YAG: Eu3+两大类荧光粉,利用X射线衍射仪、透射电子显微镜、荧光光谱仪对样品的结构、形貌及发光性能进行了表征。YAG: Ce3+, Ln3+(Ln3+=Pr3+, Eu3+)荧光粉是白光LED用光转换荧光粉;YAG: Eu3+是一种优良的红色荧光粉,可应用于阴极射线管、高压汞灯和等离子平板显示器以及白光LED等领域。以NH4HCO3溶液为沉淀剂,采用共沉淀法制备了前驱体,在氩气气氛中经1200°C烧结3 h合成了Y2.94-xCexPr0.06Al5O12(YAG: Ce3+, Pr3+)粉体。结果表明:所得粉体为体心立方相Y3Al5O12: Ce3+, Pr3+。粉体颗粒团聚成珊瑚虫形。YAG: Ce3+, Pr3+粉体的激发光谱有三个激发带,峰值分别位于290 nm,342 nm和450-470 nm处。用290 nm的紫外线激发YAG: Ce3+, Pr3+粉体,出现了四个发射带,峰值分别位于386 nm,489 nm,535 nm和612 nm。而用460 nm的蓝光激发YAG: Ce3+, Pr3+粉体,则出现两个发射带,峰值分别位于535 nm和612 nm。对YAG: Ce3+, Pr3+中Ce3+与Pr3+之间发生的能量转移进行了讨论。采用共沉淀法制备了YAG: Ce3+, Eu3+前驱体,经1200°C烧结得到的荧光粉为体心立方YAG相,样品呈珊瑚虫形;对其发光性能的研究可知,YAG: Ce3+, Eu3+有两个激发带,峰值分别位于340 nm和450-470 nm处,其中最强的激发峰位于468 nm处。分别用460 nm与342 nm的光激发YAG: Ce3+, Eu3+粉体,发射光谱中只有一个发射带,位于530 nm附近。Eu3+对Ce3+的发光有严重的猝灭作用。以CTAB为表面活性剂,乙醇、正丁醇为CTAB的增溶剂,采用胶束辅助的共沉淀法制备了YAG: Eu3+前驱体。在空气气氛中,分别在900°C,1000°C下烧结2 h得到YAG: Eu3+粉体。结果表明:在900°C、1000°C烧结前驱体可合成立方相YAG: Eu3+;YAG: Eu3+颗粒大小在50-70 nm之间,团聚成珊瑚虫形;YAG: Eu3+粉体发射橙红色光。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 发光的定义分类及原理
• 1.2.1 发光的基本原理
• 1.2.2 发光的分类
• 1.2.3 光致发光的基本原理
• 1.2.4 分立中心发光
• 1.2.5 固体发光与内部晶体结构
• 1.2.6 浓度猝灭和温度猝灭
• 1.3 白光LED
• 1.3.1 白光LED 的基本原理
• 1.3.2 白光LED 用荧光粉
• 1.3.3 白光LED 的应用
• 1.4 纳米发光材料
• 1.4.1 纳米技术在发光材料中的应用
• 1.4.2 纳米材料的基本性质
• 1.4.3 纳米发光材料的特性
• 1.5 稀土发光材料
• 1.5.1 稀土元素
• 1.5.2 稀土元素的能级跃迁
• 1.5.3 稀土元素的光谱学性质
• 1.5.4 稀土发光材料的分类
• 1.5.5 稀土发光材料的优点
• 1.6 YAG 发光基质材料
• 1.6.1 YAG 的晶体结构
• 1.6.2 YAG: Ce 的发光原理
• 1.6.3 YAG: Ce 研究进展及应用
• 1.6.4 YAG: Ln 粉体的制备方法
• 1.7 本课题的研究目的与意义
• 3+, Pr³⁺超细荧光粉的制备、表征及光学性能'>第二章 YAG: Ce³⁺, Pr³⁺超细荧光粉的制备、表征及光学性能
• 2.1 引言
• 2.2 实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 样品的XRD 分析
• 2.3.2 样品的TEM 形貌分析
• 2.3.3 样品的发光性能
• 2.3.4 结论
• 3+, Eu³⁺超细荧光粉的制备、表征及光学性能'>第三章 YAG: Ce³⁺, Eu³⁺超细荧光粉的制备、表征及光学性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 样品的XRD 分析
• 3.3.2 样品的TEM 分析
• 3.3.3 样品的发光性能分析
• 3.3.4 结论
• 3+超细荧光粉的制备、表征及光学性能'>第四章 YAG: Eu³⁺超细荧光粉的制备、表征及光学性能
• 4.1 引言
• 4.2 实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 样品XRD 分析
• 3+粉体的TEM 形貌'>4.3.2 YAG: Eu³⁺粉体的TEM 形貌
• 3+粉体的发光性能'>4.3.3 YAG: Eu³⁺粉体的发光性能
• 4.3.4 结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录