【摘 要】
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室内植物照明技术一直是热门的研究话题。近年来,荧光转换发光二极管由于其发光波长及发光强度的可调控,被认为是传统发光二极管的有效替代方案。由于缺乏高效的荧光粉,因此用于植物照明的深红和远红pc-LED的技术还不成熟。而锰离子掺杂钨酸盐荧光材料具有与植物色素吸收光谱匹配的可调谐发光、制备成本低廉以及化学稳定性好的优势,成为了本论文的首选研究目标。本论文选择Ba2Mg WO6和Ba2Ca WO6作为Mn
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室内植物照明技术一直是热门的研究话题。近年来,荧光转换发光二极管由于其发光波长及发光强度的可调控,被认为是传统发光二极管的有效替代方案。由于缺乏高效的荧光粉,因此用于植物照明的深红和远红pc-LED的技术还不成熟。而锰离子掺杂钨酸盐荧光材料具有与植物色素吸收光谱匹配的可调谐发光、制备成本低廉以及化学稳定性好的优势,成为了本论文的首选研究目标。本论文选择Ba2Mg WO6和Ba2Ca WO6作为Mn4+离子掺杂的初始基质,并引入稀土离子Lu3+/Y3+/Gd3+/La3+来取代Mg2+和Ca2+离子,以增强Mn4+离子的发射强度。通过对荧光粉晶体结构和发光性能的研究分析,详细阐述了稀土离子对发光性能的促进作用。具体内容如下:第二章中,深入探究了Gd3+/Ca2+离子取代过程对Ba2Mg WO6:0.25mol%Mn4+红色荧光粉发光性能的影响规律,证实了Gd3+/Ca2+离子对Mg2+离子的取代影响了[WO6]八面体的镜面对称性。此外,Gd3+离子的引入还抑制了Mn4+离子的自还原过程。因此,当Gd3+离子替代Mg2+离子后,荧光粉的发射强度提升了4倍;当Ca2+离子替代Mg2+离子后,荧光粉的发光强度进一步提高了37倍,且量子产率从0.2%提高到了89.9%。第三章中,系统研究了Lu3+/Y3+/Gd3+/La3+稀土离子异价取代Ca2+离子对Ba2Ca WO6:0.25mol%Mn4+红色荧光粉发光性能的影响。稀土离子使分布于W原子周围的O原子拉伸振动模式发生改变,且抑制了Mn4+离子的自还原过程,从而有效提高了Mn4+离子的实际掺杂浓度。在Lu3+/Y3+/Gd3+/La3+异价取代Ca2+离子后,荧光粉发射强度分别增加了9倍、34倍、46倍和32倍。此外,Gd3+的取代将荧光粉的量子产率从0.6%提高到56.9%,并在优化制备条件后,量子产率进一步提高到78.5%。第四章中,在异价取代的基础上,进一步研究了Y3+/Gd3+完全等价取代Ca2+对荧光粉的晶体结构和发光性能的影响。Ba2Ca1-x（Gd/Y）0.67xWO6:0.25mol%Mn4+红色荧光粉中,Y3+/Gd3+离子可使荧光粉发射强度分别提高了34倍和40倍,这源于稀土离子对荧光粉晶体结构和锰离子价态的作用。此外,通过采用电荷补偿策略,发射强度进一步提高了1.5倍。
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