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基于价态控制的光谱可调LED用铝酸镧直接白光荧光材料

2020-12-10阅读(451)

基于价态控制的光谱可调LED用铝酸镧直接白光荧光材料

论文摘要

在照明和显示领域,人工白光技术大都依据三基色配色原理,采用多组分荧光材料转换光混合成白光的模式。采用单一组分的全色发射,即直接白光模式的荧光材料是一个创新方案,成为近年来的竞相研发的一个热点。本学位论文探索了一种在单一铝酸镧基质中,基于共存变价Eu特征发射实现白光的新模式,实现了对白光品质的有效调制。主要的工作成果包括以下四个方面:1.研究了Eu3+单掺杂LaAlO3红色荧光材料的发光性质。通过考察Eu3+在基质中的跃迁发射行为,发现改变Eu3+发光中心的掺杂浓度,可以强化发光中心之间的交叉弛豫,抑制Eu3+的高能级发射,从而可有效地提高红光的色纯度。2.提出了一种新的直接白光模式,即在紫外/近紫外激发下,在基于价态控制的直接白光LaAlO3-δ:Eu荧光材料中,混价Eu在基质中的特征发射混合实现了直接白光。特别地,认为在515 nm的绿峰发射对白光色品调制具有重要作用,发现在Eu2+与Eu3+的5D2能量传递的辅助下,Eu3+的5D2→7F2跃迁发射得到增强,从而实现了515 nm的绿光发射。3.考察了LaAlO3-δ:Eu直接白光荧光材料光色调控的方法,包括调节制备工艺、共掺电荷补偿剂、共掺碱土金属离子、共掺Mn离子等。重点分析了共掺Sr离子和Mn离子对样品的光色调控及其调控机理。通过共掺合适的Sr或Mn离子,可以得到即需白光显色指数和色温。在Sr调控的样品中,O空位的出现引起Eu2+的5d态重心下降从而导致Eu2+与5D2之间的能量传递关系增强是光色调控的本质所在;而在Mn调控的样品中,则是直接通过Eu2+与Mn2+之间的能量传递关系变化来实现光色调控的。4.尝试采用键价理论解析了Eu的异常价态现象的机理问题。认为,键价理论适用于包括本研究体系在内的稀土离子在基质中的格位取代以及基质对不同价态的Eu离子的稳定性的判定。本学位论文关于Eu价态控制及其基质结构-发光特性之间的关系的研究,对认识发光学基础规律具有科学意义,研究的铝酸镧直接白光材料在紫外/近紫外基白光LED固态照明具有潜在应用价值。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 绿色照明
  • 1.2 半导体固态照明
  • 1.2.1 白光LED 的获取方式及其要求
  • 1.2.2 直接白光荧光材料
  • 1.3 本学位论文的研究内容
  • 3+单掺杂红色LaA1O3:Eu3+荧光材料'>第二章 Eu3+单掺杂红色LaA1O3:Eu3+荧光材料
  • 2.1 红色荧光材料研究现状和研究背景
  • 2.2 实验和表征
  • 2.3 结果和讨论
  • 3 的晶体结构'>2.3.1 LaAlO3的晶体结构
  • 3:Eu3+红色荧光材料的发光性质'>2.3.2 LaA1O3:Eu3+红色荧光材料的发光性质
  • 1-xA1O3:Eu3+x 红色荧光材料的色纯度调节'>2.3.3 La1-xA1O3:Eu3+x 红色荧光材料的色纯度调节
  • 2.4 本章小结
  • 3-δ:Eu 直接白光荧光材料'>第三章 混价Eu 共掺LaAlO3-δ:Eu 直接白光荧光材料
  • 3.1 直接白光技术
  • 3-δ:Eu 直接白光荧光材料的制备和表征'>3.2 LaAlO3-δ:Eu 直接白光荧光材料的制备和表征
  • 3.3 结果与讨论
  • 0.99AlO3-δ:Eu0.01 荧光材料的物相检测'>3.3.1 直接白光La0.99AlO3-δ:Eu0.01荧光材料的物相检测
  • 0.99AlO3-δ:Eu0.01 荧光材料的发光性质'>3.3.2 直接白光La0.99AlO3-δ:Eu0.01荧光材料的发光性质
  • 3-δ:Eu 荧光材料的光色调控'>3.3.3 直接白光LaAlO3-δ:Eu 荧光材料的光色调控
  • 3.3.4 基质中不同价态Eu 含量量化探讨
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 Sr 离子光色调控及能量传递关系的研究
  • 3 结构和晶体环境的影响'>4.1 Sr 离子对LaAlO3结构和晶体环境的影响
  • 4.2 Sr 离子对光谱性质和色度学性质的调控
  • 0.99-xSrxAlO3-δ: Eu0.01样品的能量传递关系的影响'>4.3 Sr 离子对La0.99-xSrxAlO3-δ: Eu0.01样品的能量传递关系的影响
  • 4.4 Sr 调节能量传递机理
  • 4.5 本章小结
  • 2+光色调控及能量传递的研究'>第五章 Mn2+光色调控及能量传递的研究
  • 2+掺杂La0.994Al1-xO3-δ: Eu0.006, Mnx, Li0.012 样品物相检测'>5.1 Mn2+掺杂La0.994Al1-xO3-δ: Eu0.006, Mnx, Li0.012样品物相检测
  • 2+对LaAlO3-δ:Eu 直接白光荧光体的光色调控'>5.2 Mn2+对LaAlO3-δ:Eu 直接白光荧光体的光色调控
  • 2+-Mn2+之间能量传递关系'>5.3 Eu2+-Mn2+之间能量传递关系
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 Eu 价态改变和价态稳定性探讨
  • 6.1 Eu 价态改变和价态稳定性研究进展
  • 6.1.1 苏锵-空气中低价稀土离子获得的四个条件
  • 6.1.2 刘应亮-能量系数
  • 6.1.3 石春山-共轭电子迁移
  • 6.1.4 Dorenbos- Eu 价态的稳定性与化合物费米能级
  • 6.2 键价理论解释Eu 的异常价态
  • 6.2.1 键价-键长指数关系
  • 6.2.2 价和规则
  • 6.2.3 键价理论解释Eu 的异常价态现象
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 总结与展望
  • 7.1 本学位论文总结
  • 7.2 展望
  • 参考文献
  • 发表论文和科研情况说明
  • 致谢

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