【摘 要】
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白光LED因绿色环保、电耗少、体积小、寿命长的显著优点,被称为新一代的固态照明光源。近紫外型白光LED （NUV-LED）与目前商用的蓝光芯片与YAG荧光粉组合的白光LED相比具有更好的显色性,但NUV-LED荧光粉存在配比调控和颜色再吸收等新问题,而采用单一基质荧光粉或减少荧光比例搭配数量是解决上述问题的主要方法。MgAl（PO4）O是一类结构独特的单斜晶,除了具有的合成温度低、物理化学性质稳定
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白光LED因绿色环保、电耗少、体积小、寿命长的显著优点,被称为新一代的固态照明光源。近紫外型白光LED （NUV-LED）与目前商用的蓝光芯片与YAG荧光粉组合的白光LED相比具有更好的显色性,但NUV-LED荧光粉存在配比调控和颜色再吸收等新问题,而采用单一基质荧光粉或减少荧光比例搭配数量是解决上述问题的主要方法。MgAl（PO4）O是一类结构独特的单斜晶,除了具有的合成温度低、物理化学性质稳定等特点外,结构特性及其星光的物理化学特性使其有望作为新型的荧光粉基质。本论文将以Eu离子掺杂MgAl（PO4）O为主要对象,研究其在近紫外激发下的发光性质及其影响因素。在Eu单掺的体系中,利用高温固相法分别合成出了Eu3+和Eu2+掺杂的MgAl（PO4）O红色荧光粉和蓝色荧光,并研究了制备工艺条件、稀土离子掺杂浓度对荧光粉发光性质和色坐标的影响。结果表明：394nm激发下MgAl（PO4）O:Eu3+表现出594nm为主的红光发射,Eu3+浓度的变化不会改变峰形和峰位。365nm激发下MgAl（PO4）O:Eu2+表现出Eu2+的宽带蓝光发射,Eu2+浓度增大,相应的色坐标由蓝绿光区向蓝光区移动。为了获得该体系白光发射,进一步研究了其实现白光发射两种方式,即不同颜色荧光粉配比混合及单一基质中多离子共掺的影响因素和方法。在多色荧光粉混合的体系中,利用MgAl（PO4）O:Eu2+宽色域特性,仅通过MgAl（PO4）O:Eu3+/MgAl（PO4）O:Eu2+两种荧光粉的搭配,即实现了近紫外激发下白光发射和颜色调节；其中红粉和蓝粉质量混合比例为1：1的样品在394nm激发下的色坐标为（0.327,0.336）,非常接近标准白光的色坐标（0.333,0.333）。而在Eu2+-Mn2共掺MgAl（PO4）O单一基质体系,研究发现Eu2+可以实现对Mn2+红色发光的敏化；通过Mn2+掺杂量的调节,不但可以实现单一基质的白光发射,还可调节荧光粉的发光。为扩展该体系荧光粉的结构特性和发光性质,我们尝试合成了Ca、Sr、Ba替换Mg离子的荧光体,通过基质结构改变引起的晶体场变化来调节荧光粉的发光。发现通过低浓度（5%mol）的碱土金属离子掺杂替换,实现了空气制备下Eu2+/Eu3+在MgAl（PO4）O基质中的共存。产生Eu2+的原因在于,在MgAl（PO4）O结构中替换的阳离子位点出现了结构自还原现象,且自还原作用程度随着掺杂阳离子半径的增大而增大。上述研究结果表明,在MgAl（PO4）O基质中,部分阳离子替换不但可以实现Eu的价态调控,还可以实现发光颜色的调节,为制备新型发光材料及其颜色调节提供了一种有效的思路和方法。本研究制备的新型的Eu掺杂磷酸铝镁荧光粉,通过MgAl（PO4）O:Eu3+/MgAl（PO4）O:Eu2+两种荧光粉的搭配及单一基质中Eu2+-Mn2共掺,实现了近紫外激发下白光发射和颜色调节。此外通过阳离子替换的方式实现Eu2+/Eu3+的共存。而通过蓝、红两种荧光粉搭配或Eu2+-Mn2+共掺杂还实现该荧光粉的白光发射,有望作为新型的白光LED用荧光粉得到应用。
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