不同稀土离子激活的多基色荧光粉发光性能及其机理研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qxy489354518
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
随着全球能源日益短缺和环境压力日益增大,节能环保成为当前面临的重要课题,在普通照明领域,白光LED产品正吸引着越来越多的关注。它是一种新型绿色环保照明用的产品,具有较高的电光效率、较小的体积、低功率、高寿命等优点,被认为是新一代照明光源,有着很好的发展趋势。作为白光LED重要组成部分的荧光粉,可以改善该类LED的发光效率、使用寿命、显色指数等性能指标。而荧光粉一般是通过稀土元素去掺杂,因为其具有独特的电子层结构,其吸收能力强,转换率高,特别是在可见光区域具有很强的发射能力,且物理化学性质稳定。其中使用最广的是紫外或近紫外LED与三基色荧光粉(红、绿、蓝)的组合,其显色性最好,荧光材料发光效率较低;还有就是蓝光LED与黄色荧光粉的组合。本论文第三章主要是采用高温固相法,反应制备了Eu3+离子掺杂的钒酸盐Cs K2Gd[VO4]2红色荧光粉。通过X射线粉末衍射(X-ray Powder Diffraction,XRD),光致发光光谱(Photoluminescence,PL),激发光谱(Photoluminescence Excitation,PLE),发光衰减曲线以及量子效率手段表征了其性能。这些Eu3+离子掺杂的钒酸盐荧光粉不仅可发射来自Eu3+离子的峰,也可发射出[VO4]3-基质的宽发射峰(最强发射峰位于530 nm),Eu3+离子的最佳掺杂浓度为0.6。然而,在高浓度Eu3+掺杂的情况下,基质发射不会发生猝灭现象,表明[VO4]3-到Eu3+的能量传递不高效。Cs K2Gd1-xEux[VO4]2(x=0.6)荧光粉的最高量子效率为38.5%,同时,白光可以通过混合530 nm处的宽发射带以及Eu3+离子强的位于590-620 nm尖锐峰来获得。第四章,用溶胶凝胶法制备了硅酸盐Na2Ba Si2O6:Eu2+绿色荧光粉,采用X射线粉末衍射(X-ray Powder Diffraction,XRD),扫面电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM),荧光光谱,时间响应发射光谱等方法研究了其性能。结果表明,Na2Ba Si2O6:Eu2+荧光粉可与近紫外LED芯片的发射波长相匹配,发射光来自两种Eu2+离子的发光中心,分别占据Ba2+与Na(2)位置。同时,通过荧光光谱,浓度依赖发光以及衰减时间研究了Eu2+离子间的能量传递过程。Na2Ba Si2O6:Eu2+荧光粉热猝灭的激活能(ΔE)也得到报道。此外,也比较Na2Ba Si2O6:Eu2+荧光粉与Ba Si O3:Eu2+荧光粉的发光性能,Na2Ba Si2O6:Eu2+荧光粉具有高效的发光性能。第五章,使用固相烧结法制备了Eu2+掺杂的氟硼酸盐Ba Al BO3F2蓝色荧光粉,其晶体相的形成是通过XRD与其结构精修来确定的。同时,也研究了其光致激发与发射光谱,衰减光谱。Ba Al BO3F2:Eu2+荧光粉可以被近紫外光高效激发,发射位于450 nm较窄的蓝色光。Ba Al BO3F2:0.05Eu2+荧光粉在300 K,398 nm的激发光下,其最高发光量子效率为76%,该蓝色荧光粉由于其刚性的晶体晶格,使其对热猝灭效应显示出高的热激活能,具有出色的热稳定性。第六章,采用溶胶凝胶法制备合成了Sr3Lu Al2O7.5:Ce3+黄色荧光粉,运用XRD,SEM表征了其结构与形貌特征。该荧光粉的光致激发以及发射光谱,量子效率,发光衰减曲线也得到了研究,Ce3+离子的掺杂浓度对其发光性能具有重要的影响。Sr3Lu Al2O7.5:Ce3+黄色荧光粉具有57%量子效率,其热稳定性是测试与温度相关的发射光谱以及热猝灭激活能来表征。系统对比研究Sr3Lu Al2O7.5:Ce3+与YAG:Ce3+黄色荧光粉的发光性能,这种新型黄色纳米荧光粉可很好应用在发光与显示领域。本论文系统研究了白光LED用多基色荧光粉,包括红色,绿色,蓝色,黄色荧光粉。论文创新点包括:第一,首次研究Cs K2Gd[VO4]2:Eu3+荧光粉的可控发光,高Eu3+浓度也不会发生基质发射的浓度猝灭,是一种潜在白光LED用红发光荧光粉;第二,首次研究Na2Ba Si2O6:Eu2+绿色荧光粉结构与发光性能,其发光强度是Ba Si O3:Eu2+的3.3倍,Na2Ba Si2O6晶格中存在两种Eu2+离子发光中心;第三,首次研究Ba Al BO3F2:Eu2+蓝色荧光粉发光与结构性能,具有很窄半高宽,最大发光量子效率为76%;第四,制备了Sr3Lu Al2O7.5:Ce3+黄色纳米级荧光粉,最大发光量子效率值为57%,比YAG:Ce3+荧光粉具有更高激活能,可应用在白光LED领域。
其他文献
一、加强预防HPV感染健康教育对HPV感染疾病的控制,预防HPV感染是首要措施,健康教育尤为重要,可以达到从源头杜绝HPV传染。HPV最常见由性接触传播。预防HPV感染主要是避免性
【目的】研究近自然化改造下杉木人工林物种多样性和土壤理化性质的相关关系及其动态变化,探究改造后林下植被—土壤系统之间的相互影响关系,评估人工经营措施对杉木人工林群
长白山森林生态系统是中国东北样带(Northeast China Transect,NECT)上最典型的植被垂直梯度分布,是植被水平分布典型的缩影,但目前还没有对整个海拔梯度植被分布特征的内在
目前非酒精性脂肪性肝病已成为全球最主要的慢性肝病,其患病率在不同人种、国家、区域之间均有差异。非酒精性脂肪性肝病的发病与肥胖、代谢综合征、生活方式、遗传、肌肉减
目的探讨中药溃疡油治疗化疗性静脉炎的作用。方法选择上肢浅静脉化疗引起静脉炎患者60例,随机分为观察组、对照组各30例,观察组采用自制中药溃疡油局部涂擦。对照组采用50%
管虎凭借电影《老炮儿》获得诸多奖项,该片在电影学界的理论研讨和普通观众的欣赏范畴内都获得了极大的回响,甚至人们在评论《老炮儿》的内容和主题时,常常会与北京文化和整个时
随着我国城镇化进程的加快,农村经济社会发生深刻变革,各种矛盾和问题日益显现出来,其中农村基层党群关系存在问题也是比较突出的。影响农村党群关系的原因错综复杂,但农村基
研究背景:随着人类老龄化的发展,骨质疏松症患者日益增多。女性绝经后由于激素水平显著下降,骨丢失加速,从而成为骨质疏松和骨质疏松性骨折的高危人群。在骨质疏松的发生和发
我国高寒地区的河流凌汛灾害频发,对当地居民的生命财产安全构成了严重威胁。针对凌汛等自然灾害的预防研究,国内外采用各种传感器实现了对河流冰水情的监测,但检测方法需要改善,检测精度有待提高。河流冰盖剖面温度是分析冰层热力学参数和搭建冰厚预测模型的重要物理参量,采用基于河流冰盖剖面内不同介质温度特性差异的原理设计的冰情检测温度链被广泛应用于冰情检测领域并取得了良好的测量效果。目前国内外采用的冰情检测温度