论文摘要
随着能源危机的提前到来,低碳经济成为当今发展的主流,而作为绿色光源的白光LED成为人们广泛关注的热点。随着大功率白光LED对荧光粉提出的新要求,含有Si-N共价键的荧光体以其优良的性能,如良好的热稳定性等,日益成为白光LED用新型高效的荧光材料。本论文将围绕这类白光LED用含Si-N共价键的荧光体展开研究,重点研究了离子共掺杂对含Si-N共价键荧光体的荧光增强作用,引入Si-N共价键后荧光粉光色特性的改变,含Si-N共价键荧光体的探索性制备以及一些荧光粉的热稳定性评价,获得的主要成果如下:1.成功制备了白光LED用含Si-N共价键的SrSi2O2N2: Eu2+绿色荧光粉,制备的这类荧光粉样品可以被300460 nm的紫外光（UV）至可见光有效地激发,发射峰是538 nm左右的单一宽谱绿光发射,随着Eu2+掺杂浓度的增大,发射峰值逐渐增大,发射峰位逐渐红移。对此荧光粉共掺杂Mn2+后成功实现样品的荧光发射增强,发射峰值的强度提高到原来的364 %。其增强机理是:Eu2+、Mn2+的发射在530 nm附近产生了重叠。对此荧光粉共掺杂Pr3+后同样成功实现了样品的荧光发射增强,发射峰值的强度提高到原来的268 %。其增强机理是:Pr3+进入SrSi2O2N2基质晶格中引入的两种缺陷（取代位缺陷和空位缺陷）导致了基质晶体对称性和晶体场的改变,从而引起Eu2+跃迁概率的增强。另外对这种荧光粉固溶Ba2+后成功实现样品发射峰位的红移。2.将Si-N共价键引入SrAl2Si2O8的晶格时,成功调节了这种荧光粉的光谱性质和色度学特性。随着Si-N共价键含量的增加,出现了Eu2+蓝光发射带红移和展宽以及Mn2+黄光发射带的增强现象,成功实现了SrAl2Si2O8: Eu2+,Mn2+荧光粉白光发射的优化,得到的白光色坐标为:0.287,0.227,显色指数为78.3,色温8739 K。其作用基理是:Si-N键引入后,Eu2+5d激发态重心的下降导致了蓝光发射带的红移;晶体场劈裂能的变强导致了Eu2+跃迁发射的展宽;Eu2+和Mn2+之间能量传递效率的提高导致了Mn2+黄光发射带相对发射强度的增强。3.对白光LED用含Si-N共价键的红色荧光粉Ca2Si5N8: Eu2+的制备进行探索性的研究,从而制备出含有Ca2Si5N8主相,Si3N4次相的荧光粉样品。365 nm激发下,样品发出450 nm和600 nm两种发射,分别由Eu2+在Si3N4和Ca2Si5N8中的跃迁发射引起。样品的发射和激发光谱强度随着Eu2+掺杂浓度x的增大而增大,当x=0.08时,达到最大,随后发生浓度猝灭的现象。样品光色特性:在365 nm紫外光的激发下,450 nm左右的蓝光和600 nm左右的橙黄光相叠加从而产生白光。4.对荧光粉热稳定性评价发现含Si-N共价键的荧光体具有良好的热稳定性。本学位论文关于含Si-N共价键荧光体的制备与光谱性质的研究,对认识发光学的基础规律具有科学参考价值,对白光LED固态照明具有潜在应用价值。