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荧光粉是白光LED的关键材料之一。本文主要研究的内容就是白光LED用荧光粉。
文章首先对稀土发光材料、LED及白光LED的理论基础、基本原理、制备、表征和研究现状等方面进行了综述。其次重点介绍了研究生阶段的主要工作,即得到了两种新型发光材料:CaMoO4∶ Tb3+绿色荧光粉和SrB6O10∶ Eu,Mn单一基质白光荧光粉,并对其性能进行了表征,分析了其在应用前景,优点以及不足。最后本文对研究生阶段的工作进行了总结,分析了试验中的不足之处和结果中值得改进的地方,以方便进一步研究。
其中,第三章介绍的是CaMoO4∶ Tb3+,该荧光粉采用易于制备且化学性能稳定的钼酸盐作为基质,以Tb3+作为激活中心,其f-f跃迁5D4→7F5发射出明亮的绿光,是一种发光性能优异的绿色荧光粉。
第四章研究了一种新型的单一基质白光荧光粉。在基质SrB6O10中引入稀土氧化物Eu2O3,因为电荷补偿的原因可以得到发蓝光的Eu2+和发红光的Eu3+共存的体系。在一次制备过程中同时得到两种发光中心,对于得到高品质的发光材料有很多优势。在Eu2+和Eu3+共存的体系中,还调控了两者的相对发光强度。通过研究发现,Eu2+和Eu3+作为激活离子对于掺杂浓度的升高有不同的变化规律,这是解决控制相对发光强度的关键所在。
另外,本文还探索了在SrB6O10∶ Eu的体系中同时掺杂合适的绿色发光中心。首先研究了SrB6O10∶ Eu,Tb的体系,结果发现Tb在SrB6O10基质中相对发光强度始终很弱,而且与制备条件,掺杂浓度等因素无关,因此用Tb3+离子作为绿光发射的激活离子并不合适。通过文献调研和实验发现,Mn离子在SrB6O10基质中有较强的绿色发射,并且可以被Eu2+离子以能量传递的方式激活,这对于实现共激活非常重要。
因此,本文研究了一种新型的白光荧光粉SrB6O10∶ Eu,Mn,通过调节Eu和Mn的掺杂浓度可以得到效果很好的白光。
最后一部分是对本人研究生阶段的工作的总结,主要包括取得的成果,存在的问题以及对于将来工作的展望等。