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发光二级管(Light-Emitting Diodes,LED)是二十一世纪的新型光源,同时也由于其优异的发光性能被称为继白炽灯、荧光灯以及气体放电灯后的第四代光源。由于具有较低的制备成本,较长的使用寿命,对环境污染较小,较高的发光效率以及较低的能耗等优点,白光LED开始逐渐的应用于生活和生产的各个方面。但是目前商业LED器件发射出的光多为冷白光,这种缺点使其应用的领域受到了很大限制。在此类冷白光LED中添加可以被蓝光GaN芯片有效激发的红色荧光粉成为了一种非常适用的选择。在目前所已知的各类型红色荧光粉中,Mn4+离子激活的氟化物红色荧光粉由于其合成方法简单,发光性能优异,化学稳定性较高而受到了世界各地研究者们的极大关注。该类荧光粉可以与GaN蓝色芯片和YAG:Ce3+黄色荧光粉组装得到色温低、显色指数高的暖白光LED,应用前景广阔。本文以新型氟化物红色荧光粉的合成及性能表征和不同形貌氟化物荧光粉的控制性合成为中心,利用X射线衍射测试、扫描电子显微镜、荧光光谱、反射光谱、能谱及DFT理论计算等测试、计算手段对所制备样品的晶体结构、表面形貌、发光性能、结构组成、热猝灭性能及能带结构等进行表征和分析。论文的主要内容总结如下:1.采用共沉淀法制备了一系列K2NaGaF6:Mn4+红色三元碱金属氟化物荧光粉。K2NaGaF6的空间群为Fm3m,属于立方晶系。DFT能带计算和反射光谱数据计算得到K2NaGaF6基质化合物的禁带宽度在5.9 eV左右。K2NaGaF6:Mn4+红色荧光粉有两个位于355 nm和466 nm波长附近较宽的激发峰。在466 nm蓝光激发下,K2NaGaF6:Mn4+荧光粉发射出位于 598 nm,607nm,613 nm,622 nm,630nm,633 nm和646 nm一系列的窄带光谱线,分别归属于反Stokes跃迁的V3(t1u),V4(t1u),V6(t2u),以及零声子线ZPL和Stokes跃迁的V6(t2u),V4(t1u),V3(t1u)电子震动模式。K2NaGaF6:Mn4+红色荧光粉发射光谱的ZPL峰比较明显。K2NaGaF6:Mn4+(1.76 mol%)样品的量子效率可达到61.8%。K2NaGaF6:Mn4+样品为表面光滑、颗粒均匀的八面体形貌,颗粒大小在1.5-2.0 μm之间。K2NaGaF6:Mn4+荧光粉优化后的掺杂浓度为1.76 mol%,在陈化4 h后荧光强度不再增强。该型荧光粉能很好地与LED用蓝光GaN芯片结合,产生高效的红光发射。2.通过水热法合成了一系列Rb2NaGaF6:Mn4+红色氟化物荧光粉。Rb2NaGaF6晶体结构与K2NaGaF6类似,同样属于立方晶系。Rb2NaGaF6:Mn4+的Rietveld精修拟合结果表明样品是无其他杂质的纯相。633nm监控波长下,两个宽的激发峰分别在360 nm和466 nm波长附近。在466 nm蓝光激发下,Rb2NaGaF6:Mn4+荧光粉发射出一系列位于630 nm附近的窄带光谱线。Mn4+掺杂浓度为1.0 mol%时,发光强度达到最大。随着掺杂浓度的增加,Mn4+离子的荧光寿命从6.19 ms逐渐的降低到2.41 ms。Rb2NaGaF6:Mn4+荧光粉的热稳定性较好,当温度升高到100℃时,荧光强度仍然可以维持在90%以上。用GaN LED蓝色芯片、商业黄色YAG:Ce荧光粉和所合成的Rb2NaGaF6:Mn4+(1.0 mol%)红色荧光粉组装的LED器件,色温可以达到3800 K,属于暖白光。3.利用共沉淀法,在室温下通过调控KF-HF沉淀剂的滴加速度,在不用表面活性剂和模板的条件下合成了一系列形貌可控的K2SiF6:Mn4+红色荧光粉。随着KF-HF沉淀剂滴加速度的从1.0 ml/s逐渐降低到0.2 ml/s,K2SiF6:Mn4+荧光粉样品的形貌也逐渐从立方体颗粒变化为、切角立方体(0.7 mL/s)、立方八面体(0.5 mL/s)、十四面体(0.3 mL/s)和八面体颗粒。讨论了此过程中可能的生长机理,形貌的递渐变化主要是由于热力学和动力学的共同作用。在滴加速度较慢时,热力学因素在晶体生长过程中起决定性的作用,生成热力学稳定的八面体形貌样品。滴加速度较快时,动力学因素其主导作用,更易生成八面体形貌样品。利用拉曼光谱和荧光寿命谱图研究了室温下不同形貌K2SiF6:Mn4+荧光粉的声子振动模式和荧光寿命。利用蓝光GaN芯片和YAG:Ce3+黄色荧光粉立方体和八面体形貌的K2SiF6:Mn4+荧光粉分别组装了两个LED器件,八面体形貌的K2SiF6:Mn4+荧光粉的电流稳定性好于立方体形貌的样品。