【摘 要】
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荧光粉与发光二极管搭配产生白光的照明器件具有健康舒适、组装技术简单以及能量利用率高等特点,广泛应用于家居照明、电子显示屏以及公共场所步行灯等方面。而这些产生白光的发光器件前提在于获得发光性质优异的荧光粉,因此荧光粉研究的焦点在于获得具有宽带激发和发射、高量子产率和单一相白光的荧光粉。本文围绕这些研究焦点,使用高温固相法为制备荧光粉手段,在化学性质稳定、结构刚度高以及合成条件温和的硼酸盐为基底上加入
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荧光粉与发光二极管搭配产生白光的照明器件具有健康舒适、组装技术简单以及能量利用率高等特点,广泛应用于家居照明、电子显示屏以及公共场所步行灯等方面。而这些产生白光的发光器件前提在于获得发光性质优异的荧光粉,因此荧光粉研究的焦点在于获得具有宽带激发和发射、高量子产率和单一相白光的荧光粉。本文围绕这些研究焦点,使用高温固相法为制备荧光粉手段,在化学性质稳定、结构刚度高以及合成条件温和的硼酸盐为基底上加入Bi3+、Tb3+、Eu3+、Sm3+离子作为激活剂,制备了具有宽带激发和发射或者高量子产率和蓝光激发的黄光荧光粉以及单一相的白光荧光粉,并进行了性质表征。具体研究结果如下:1、以高温固相合成为材料制备手段,在Gd3BWO9基底上通过Bi3+和Eu3+离子共同掺杂或者Bi3+和Sm3+离子共同掺杂成功制备Gd3BWO9:Bi3+,Eu3+/Sm3+荧光粉。其中Gd3BWO9:0.01Bi3+,0.04Eu3+/0.05Sm3+黄光荧光粉两者具有200～340nm的激发峰,同时Bi3+离子产生了420～680 nm的发射峰,同时Sm3+、Eu3+具有较强红光成分。因此,其发光波长几乎覆盖了整个可见光谱,具有潜在高的显色指数,弥补了Y3Al5O12:Ce3+缺少红光成分以及避免制备过程需要进行还原。进一步地,其与紫外光二极管组装后能够获得白光二极管,具有很好的实用性。2、在Gd3BWO9基底共同引入稀土离子Tb3+-Sm3+或者Tb3+-Eu3+取代Gd3+离子制备了可以被487 nm蓝光激发的黄光荧光粉。Tb3+-Eu3+离子共同掺杂制备Gd3BWO9:0.25Tb3+,0.05Eu3+荧光粉量子产率最高达到83.7%,对应的Gd3BWO9:0.25Tb3+,0.03Eu3+黄光荧光粉量子产率达到70.2%。在298 K到473 K的变温荧光测试结果计算拟合出Gd3BWO9:0.25Tb3+,0.03Eu3+黄光荧光粉的热淬灭活化能为0.26 e V。能被蓝光激发且量子产率高的Gd3BWO9:0.25Tb3+,0.03Eu3+荧光粉具有潜在的应用价值。3、通过掺杂Bi在YAl3（BO3）4中掺杂制备了YAl3（BO3）4:x Bi（x=0.01～0.10）荧光粉。YAl3（BO3）4:Bi荧光粉具有三种宽带发射:350～500 nm的蓝光、500～590nm绿光和590～750 nm红光三种颜色的发射峰。另外,当掺杂浓度为6%时,YAl3（BO3）4:0.06Bi在CIE 1931色度图上的坐标为（0.33,0.32）,接近接近标准等能白光点（0.33,0.33）,这表明成功制备了单一相白光荧光粉YAl3（BO3）4:0.06Bi。在激发光谱和发射光谱基础上,再通过XPS和EPR测试表明了YAl3（BO3）4:0.06Bi荧光粉中可能同时存在Bi3+和Bi4+离子。在YAl3（BO3）4基底中仅仅加入Bi元素,就能获得不同发光颜色甚至获得白光发射的YAl3（BO3）4:Bi荧光粉,其中能够产生白光的YAl3（BO3）4:0.06Bi荧光粉具有潜在的应用前景。
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