白光LED用新型Eu3+/Ce3+离子掺杂荧光粉的制备与发光性能研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hdzj999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
如今,在全球积极响应节能、降耗、环保的大环境下,发展基于白光发光二极管(LED)的固态照明已成为主流趋势。白光LED是绿色高效的照明光源,其能耗小、高亮度等显著优点是前几代照明光源无法比拟的。荧光转换法作为最早也是最常用的得到白光器件的方案是较为成熟的,其中,已商业化广泛生产的蓝光LED芯片结合Y3Al5O12:Ce3+黄色荧光粉的方案虽然拥有诸多突出优点,但其因可见光谱部分缺少红光成分,致使得到的白光显色性不佳并且色温偏高。为弥补这些缺点,研究人员探索出了另一种改良后的方案,即将蓝光芯片替换为(近)紫外芯片(200~410 nm),去激发三基色荧光粉来实现白光发射。所以,能高效吸收(近)紫外光的红、绿、蓝色荧光粉是当下照明领域研究的焦点。再者,近年来,科技的发展和人们对高品质生活的向往使得绿色健康的全光谱照明光源得到了大力发展和推广。而上述(近)紫外激发型方案得到的白光的发射光谱中普遍缺少青光(480~520 nm)部分,导致光谱连续性不佳,无法实现真正的全可见光谱照明,这阻碍了高品质高显色性白光器件的发展。因此,在对白光LED品质要求愈发高的今天,青色荧光粉的开发也受到了研究者的重视。针对上述问题,本论文旨在探索能被近紫外光很好激发、发光性能优异的红色、青色荧光粉。并开展了一系列实验,以Eu3+、Ce3+作为掺杂离子合成了四种荧光粉,同时详细地研究分析了它们的物相结构与光谱特性等。主要研究结果如下:(1)利用高温固相法在1000℃煅烧4小时合成了不同Eu3+离子掺杂浓度的Ca3La(Ga O)3(BO34荧光粉。该系列荧光粉可在397 nm激发下发出明亮的红光,源自激活剂离子的5D07F2电偶极跃迁在621 nm附近表现出的最强发射带。最佳样品Ca3La(Ga O)3(BO34:0.6Eu3+的内量子效率(IQE)高达82.2%,同时热稳定性优秀。将本样品作为红光成分与商用蓝、绿色荧光粉和395 nm芯片共同制得白光器件,通电后能发出色温为3964 K,显色指数达85的白光。上述结果表明,Ca3La(Ga O)3(BO34:Eu3+荧光粉是性能优越的可高效吸收近紫外光的红色发光材料。(2)采用高温固相法将原材料在1500℃下煅烧6小时得到了双钙钛矿结构的Ca2Lu Sb O6:Eu3+红色荧光粉。当用396 nm波长的光去照射时,样品展现出最强峰在613 nm左右的强发射,同时其色纯度高达95%以上。最佳样品Ca2Lu Sb O6:0.3Eu3+的内量子效率可以达到82%,且其热稳定性分析表明,该样品在高温下仍能保持较强的发射。上述结果说明Ca2Lu Sb O6:Eu3+系列红色荧光粉可能在近紫外激发型白光LED中有较大的应用潜能。(3)新型青色荧光粉Ca2YHf2Al3O12:Ce3+通过高温固相法成功制备。光谱研究显示该系列样品在高效吸收近紫外光能量后,展现出归属于Ce3+离子5d到4f能级跃迁的特征发射带,发射峰处于青光区域。在Ca2YHf2Al3O12体系中,最优Ce3+掺杂量为0.03 mol,该浓度下,样品的发射中心为493 nm,半高宽为100 nm,同时样品具有超高的内外量子效率(分别为89.5%和69.1%)和良好的热稳定性。将该青色荧光粉同三基色荧光粉共同涂覆于近紫外芯片上,通电后发出显色指数高达93.2的暖色调白光。基于以上结果,Ca2YHf2Al3O12:Ce3+可能是一种有很大研究价值的青色荧光粉,可用来补全近紫外激发型白光LED发射光谱中的“青光鸿沟”,进而提高器件的光质量与显色性。(4)一系列新型石榴石结构Ca2La Hf2Al3O12:Ce3+绿色荧光粉利用高温固相反应成功合成。所有样品均在360~460 nm范围展现出很强的光吸收,且在408 nm波长光的激发下,表现出可同时有效覆盖青光和绿光区域的绿光发射。发光最强的样品的半高宽可达116 nm,这一值远大于商用(Ba,Sr)2Si O4:Eu2+荧光粉的半高宽(67 nm)。最后将该荧光粉与商用红、蓝色荧光粉共同涂在400 nm芯片上,施加电压后得到了色温为3623 K,显色指数为92的暖白光。结果表明,Ca2La Hf2Al3O12:Ce3+荧光粉可同时作为绿光成分和青光成分应用于白光LED器件以实现连续均匀的发射光谱,其可能拥有较好的应用前景。
其他文献
卫星导航系统自诞生以来获得了长远的发展,已经深入应用到人们的生活领域,也在军事领域逐渐应用。近年来,基于卫星导航的精确制导武器成为各个国家的研究目标。但卫星导航因
习近平总书记指出:“改革开放从农村破题,大包干是改革开放的先声”。改革开放从农村改革开始,农村改革以农业“大包干”为起点,山东农业改革始于菏泽的农业“大包干”,“大
本论文以现代战场中对目标低附带损伤高精度的打击要求为背景,以空地制导弹药为应用对象,系统研究了应用于空地武器的比例导引制导律及偏置比例导引制导律。首先以三种典型超
目的:肩袖损伤占肩关节疾病的17%40%,40岁以上发病率逐年增高[1]。传统的开放手术治疗肩袖损伤由于手术创伤大、术后关节粘连等严重并发症[2]现已很少采用,关节镜辅助下小切
如今,随着我国新型城镇化的快速发展,特色小镇的建设引起了业内人士和相关学者们的关注。特色小镇通过打造一个兼具文化、生态、经济功能的产业平台,为我国新型城镇化的建设
平泉市地处冀北密刺黄瓜优势产区,立地自然气候条件优势使其成为我省最适合日光温室越冬黄瓜生产地,全市日光温室越冬茬黄瓜面积13.5万亩,生产上主栽品种主要是华北密刺类型,要求瓜色黑亮顺直、越冬性好的品种。2018年从天津科润黄瓜研究所引进黄瓜新品种26个,在平泉市益农科技育苗有限公司的30号日光温室中进行品比试验,通过两年田间筛选试验,拟筛选适合该区域生长的越冬茬密刺类优良黄瓜品种。1.2018-2
移动互联网时代,随着智能移动设备软硬件功能的不断升级,其能够承载的个人隐私信息远超传统互联网时代。截至2019年6月中国网民已达8.54亿人,伴随着移动应用的爆发式增长,庞大的手机网民基使得让智能手机应用不当获取用户隐私信息的问题愈来愈被大众重视。针对个人隐私信息管理的问题,国外学界有学者提出了设置隐私交换中介机构,用简化、标准化和自动化的隐私协议方便个人能自主选择配置,把隐私主动权让渡给用户。还
作为一种高效清洁的新型燃烧技术,旋流管状火焰具有良好的气动和热稳定性,应用前景广泛。本文在旋流管状火焰中引入轴向气体射流工质,通过改变旋流数、轴向射流入口边界条件,
目的:研究等离子射频消融汽化产物对兔正常成纤维样滑膜细胞增殖、凋亡的影响及刺激炎症因子表达情况,明确汽化产物有无细胞毒性,明确汽化产物在关节腔内残留是否为关节镜术
电力行业作为关系国计民生的基础产业,无论是在推动社会进步还是在促进经济发展方面都起着非常重要的作用,因此保证其安全性是十分重要的。电力系统短期负荷预测是电力系统调