【摘 要】
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目前,荧光粉转换型白光发光二极管（LED）已成为固态照明领域的重要技术支撑。然而,该技术仍有诸多问题亟待解决,例如,色温高、色纯度低、热稳定性差及效率低等问题,高质量红色荧光材料在白光LED中的应用是解决色温高和热稳定性差的有效方法。本文以硼磷酸盐KNa4B2P3O13为基质,通过高温固相法分别掺杂激活剂离子Sm3+、Eu3+、Pr3+及Mn4+,制备了系列红色荧光材料,深入研究所制备样品的结构形
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目前,荧光粉转换型白光发光二极管（LED）已成为固态照明领域的重要技术支撑。然而,该技术仍有诸多问题亟待解决,例如,色温高、色纯度低、热稳定性差及效率低等问题,高质量红色荧光材料在白光LED中的应用是解决色温高和热稳定性差的有效方法。本文以硼磷酸盐KNa4B2P3O13为基质,通过高温固相法分别掺杂激活剂离子Sm3+、Eu3+、Pr3+及Mn4+,制备了系列红色荧光材料,深入研究所制备样品的结构形貌、元素组成、红色发光特性以及发光热稳定性。研究表明所合成的荧光材料在暖白光LED中均有良好的应用前景。（1）KNa4B2P3O13:Sm3+在402 nm近紫外光的激发下,呈现出橙红色的可见光发光性能,在598 nm处获得了最强的发射强度,归因于Sm3+离子的~4G5/2→~6H7/2跃迁。Sm3+离子取代了Na+离子的晶格位置,其最佳掺杂浓度为0.75 mol%,电偶极–电偶极相互作用导致其产生了浓度猝灭效应。所合成的KNa4B2P3O13:Sm3+荧光材料具有良好的发光热稳定性、较高的色纯度以及较低的相关色温。（2）KNa4B2P3O13:Eu3+在394 nm近紫外光的激发下,发出明亮的橙红色荧光,最强发射峰位于594 nm处,对应Eu3+离子的~5D0→~7F1跃迁。Eu3+离子的最佳掺杂浓度为30 mol%,产生浓度猝灭的原因是电偶极–电偶极相互作用。样品具有较高的量子效率和色纯度、较低的色温以及较好的发光热稳定性。（3）KNa4B2P3O13:Pr3+在444 nm蓝光激发下,获得了橙红光发射(Pr3+的~3P0→~3F2跃迁),其中位于667 nm处的发射峰是最强的,Pr3+离子取代了Na+离子的格位,且Pr3+离子的掺杂没有破坏基质的晶体结构,其最佳掺杂浓度为1.5 mol%,浓度猝灭机理为电偶极–电偶极相互作用。样品具有较高的色纯度和较低的色温。（4）KNa4B2P3O13:Mn4+在蓝光467 nm(~4A2g→~4T2g)激发下,呈现出红光发射性能,最强发射峰位于702 nm(~2Eg→~4A2g)处。Mn4+离子的最佳掺杂浓度为1.25 mol%,其浓度猝灭机理为电偶极–电偶极相互作用。样品具有良好的发光热稳定性、高色纯度以及低色温。
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