高效NUV-LED用荧光转换材料的合成与性能

论文摘要

白光LED的组装需要高效率的能被近紫外光或蓝光激发的荧光粉。本研究针对近紫外LED光转换的要求，研究了M2SiO4：Eu2+（M=Ba,Sr）和阴离子掺杂ZnO荧光粉的合成与荧光增强方法：[1]采用高温固相法制备了M2SiO4：Eu2+荧光粉，研究了助熔剂和稀土共掺杂提高产物荧光发射强度的作用和条件。结果表明：Ba2SiO4：Eu2+荧光粉的激发峰位于393nm，发射峰位于509nm，是Eu2+的5d-4f跃迁的典型发射。氟化铵是最好的助熔剂，Y3+、La3+的共掺杂有助于荧光强度的明显提高，最佳掺杂量为0.05(相对Ba2+的摩尔分数)；Sr2SiO4：Eu2+的最佳激发峰位于398nm，发射峰为490nm与560nm左右的双峰，Y3+的掺杂能明显强化发光，尤其是560nm处的发射峰强度。其最佳掺杂浓度相对Sr2+的摩尔分数为0.1。[2]以NH4Br为助熔剂，在较低温度（～800℃）下的空气气氛中煅烧硫化锌合成了S2-，Br-共掺杂ZnO绿色荧光粉。采用XPS技术对该类ZnO荧光粉绿光发射的原因进行了探讨。认为S2-，Br-共掺杂将促进ZnO中氧空穴和锌空穴的形成，使光生电子从禁带中的这些局域缺陷中心跃迁至深陷阱的空穴而产生强的绿色发射。荧光强度的提高归因于NH4Br的添加能促使更多氧空穴和锌空穴的形成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 引言
• 1.1 发光二极管（LED）研究的历史和发展现状
• 1.1.1 发光二极管的历史回顾
• 1.1.2 白光LED的发展现状及趋势
• 1.2 LED的发光机理
• 1.2.1 单色LED发光机理
• 1.2.2 白光LED发光机理
• 1.3 荧光粉转换pcLEDs
• 1.3.1 能量效率与光色
• 1.3.2 蓝色LED及其荧光粉转换pcLEDs
• 1.3.3 紫光LED及其荧光转换pcLEDs
• 1.4 pcLED荧光粉
• 1.5 荧光粉的制备方法
• 1.6 最新进展与本研究的选题依据
• 1.7 本课题研究内容
• 2+掺杂碱土金属正硅酸盐的合成与性能研究'>第2章 Eu²⁺掺杂碱土金属正硅酸盐的合成与性能研究
• 2+的能级图'>2.1 Eu²⁺的能级图
• 2SiO₄:Eu²⁺的合成与性质研究'>2.2 Ba₂SiO₄:Eu²⁺的合成与性质研究
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 主要试剂及规格
• 2.2.1.2 主要仪器
• 2.2.1.3 样品合成
• 2.2.1.4 样品表征
• 2.2.2 结果与讨论
• 2SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.2.2.1 温度对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 2+浓度对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.2.2.2 Eu²⁺浓度对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 2SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.2.2.3 不同助熔剂对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 4F对Ba_SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.2.2.4 NH₄F对Ba_SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 3+，La³⁺对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.2.2.5 Y³⁺，La³⁺对Ba₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 2.2.3 小结
• 2SiO₄:Eu²⁺的合成与性质研究'>2.3 Sr₂SiO₄:Eu²⁺的合成与性质研究
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 主要试剂
• 2.3.1.2 主要仪器
• 2.3.1.3 样品合成
• 2.2.1.4 样品表征
• 2.3.2 结果与讨论
• 2SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.3.2.1 温度对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 2+浓度对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.3.2.2 Eu²⁺浓度对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 3+对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响'>2.3.2.3 Y³⁺对Sr₂SiO₄:Eu²⁺荧光光谱的影响
• 2.3.3 小结
• 第3章 阴离子掺杂ZnO的荧光光谱和X-光电子能谱特征
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 荧光粉合成
• 3.2.2 荧光粉表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 小结
• 第4章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果