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固态照明(SSL)领域中,发光二极管(LED)已经演变成一个巨大的产业链,涵盖了上游衬底和外延,中游芯片以及封装和下游的产品应用等方面。新一代白光相的获取主要是采用AlInGaN芯片发射的蓝光复合YAG∶Ce3+荧光粉发射的颜色中补充600-620 nm的橙红色,目的是为了增加相关的色温(CCT)。在特种生物LED照明方面,以660 nm的红光特征发射的宽谱发射需求最高。因此,本论文涉及了一个采用高温微波法制备的高的量子效率的稀土荧光材料(Ba,Sr)3MgSi2O8∶ Eu2+,Mn2+(BSMS-EM)。研究在微波场与固态材料的相互作用下,重点讨论了荧光材料的介电特性、微波的热效应和非热效应对荧光材料的组成、晶体结构、大小与形貌、表面改性以及其发光性质。获得的主要成果总结如下:
A.主要是测试了荧光材料BSMS-EM各组分的的介电性质和磁性能,这些组分在加热形成化合物的过程中可以被归因于微波的热效应和非热效应的机理,并且与荧光材料的结构、大小、以及发光性质密切相关。
B.采用微波法成功制备合成了一种可以同步发射红蓝双光的荧光材料BSMS-EM。其中Eu2+的4f-5d的能级跃迁导致了蓝光峰值432 nm的发射,而Eu2+与Mn2+之间的能量传递引起了红光峰660 nm的特征发射。
C.尝试采用晶体学与微波的非热效应相关理论来解释荧光材料BSMS-EM的晶体生长或者颗粒大小。相对于传统的高温固相法来说,微波加热中的‘散焦’效应可能导致了小颗粒晶体的生长。尤其重要的是,杂质(Ba,Sr)2SiO4的相形成可能增加了晶体表面的自由能,最终导致了晶粒的异常长大。
D.采用了一种通过包覆B2O3涂层的酸浸实验的方法来评价荧光材料BSMS-EM的化学稳定性
本学位论文中取得的主要成果解决了微波法制备荧光材料(Ba, Sr)3MgSi2O8∶ Eu2+,Mn2+的某些关键问题,也为进一步加深理解微波场作用下对荧光材料的相关性能包括工艺,晶体结构和发光性能的影响,具有学术价值。