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本文阐述了白光LED的基本原理、及其所用荧光粉的发展、制备方法,介绍了稀土元素的发光原理,并对YAG:Ce3+和YVO4:Eu3+荧光粉的研究进展作了综述。
本文采用共沉淀法合成了两类荧光粉,YAG:Ce3+,Ln(Ln=Tb3+,Gd3+)和YVO4:Eu3+荧光粉,并分别对所合成的荧光粉开展了物相结构、TEM形貌及发光性能的研究。YAG:Ce3+,Ln(Ln=Tb3+,Gd3+)荧光粉是白光LED用光转换荧光粉;YVO4:Eu3+是一种优良的红色荧光粉,可应用于阴极射线管、高压汞灯和等离子平板显示器以及白光LED等领域。
本文实验结果证明,在YAG:Ce3+,Tb3+体系中,存在Tb3+→Ce3+的能量传递。Tb3+的4f75d激发态先通过非辐射跃迁到5D3能级,然后能量由Tb3+的5D3能级传递到Ce3+的5d激发态能级2D3/2和2D5/2能级上,通过无辐射跃迁到Ce3+弛豫的5d能级,然后跃迁到2F7/2和2F5/2能级上,从而得到Ce3+的宽带发射。460nm激发下样品的发射光谱只呈现一个宽谱带,主峰在531nm处,归属于Ce3+的5d→4f跃迁发射,发射范围475~625nm,属于黄绿光发射,适合白光LED用。
采用共沉淀法制备了YAG:Ce3+,Gd3+前驱体,经1200℃烧结得到荧光粉为体心立方YAG相,样品呈珊瑚虫状;对其发光性能的研究可知,少量Gd3+的掺杂有利于Ce3+的发光强度提高。但是,Ce3+的发射峰红移现象不明显,这可能与掺杂浓度较低有关。
采用CTAB辅助的共沉淀法,在室温下,制备了橄榄状的YVO4:Eu纳米晶。而且经200℃,400℃烧结处理的样品,仍然保持橄榄状。在275nm激发下,样品在617nm和621nm处有强的红发射。烧结温度和Eu3+掺杂浓度都可以影响YVO4:Eu纳米晶的发光色纯度。