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白光发光二极管(w-LEDs)由于其节能、环保、绿色照明等优点而具有广阔的发展前景和潜在的应用市场,被认为是下一代绿色照明光源。当前,各国政府都出台相应的发展计划来推进白光LEDs的发展。虽然近年来以蓝光LED和YAG:Ce组合为主的w-LEDs已经实现商业化,但仍然存在诸多问题,例如生产成本高、色均匀性差、显色性不足、热力学稳定差、寿命短等缺点。在w-LEDs中,基质材料是决定其性能的核心组元。在众多改进基质材料性能的策略中,局域化学环境及微观结构调控已被证实颇具潜力和切实可行。本论文以当前广泛关注的钨酸盐和硅酸盐为研究对象,通过在其中引入不同离子半径的阳离子或进行双位取代而调制材料的局域化学环境、微观结构及相应的荧光性能,研究了材料的结构与荧光性能之间的内在联系。本论文主要研究内容和结果如下:(1)钨酸盐因其优异的光学性能、稳定的化学性质、宽本征光谱和高的折射率等优点,近年来备受关注。本文将具有不同半径的阳离子M(Zn,Cd,Ca,Sr或Ba)引入MWO4:0.04Eu3+基质,以调控材料的微观形貌和荧光性能;采用水热法制备了一系列材料,研究了材料相应的构效关系。研究结果表明,阳离子种类对材料的晶体结构、微观形貌及相应的荧光性能有重要影响。当M为Zn或Cd时,样品为黑钨矿结构,而当M为Ca、Sr或Ba时,样品为白钨矿结构。Eu3+掺杂的ZnWO4、CdWO4、CaWO4、SrWO4和BaWO4分别为纳米带、带状、准球形、哑铃状和双锥体形状的颗粒。随着阳离子半径增加,MWO4:0.04Eu3+颗粒尺寸从32 nm增加到30μm,MWO4:0.04Eu3+发射带移至短波长;单斜相MWO4:0.04Eu3+(M=Zn或Cd)发射强度随阳离子半径增加而增加;四方相结构MWO4:0.04Eu3+(M=Ca,Sr或Ba)发射强度随阳离子半径增加而降低,CaWO4:0.04Eu3+展示出最佳发射强度。(2)硅酸盐具有原材料价廉易得、物理化学性质优异和结构丰富等优点,近年来被广泛地研究。硅酸盐中阳离子的双位取代有利于调节硅酸盐材料的局域化学环境,从而调制材料的荧光性能。本研究以Mg2+-Eu2+共取代(Ca0.8Ba1.2)2+,构建了(Ca0.8Ba1.2)1-xMgxSiO4:yEu2+材料体系。采用高温固相法成功制备出了(Ca0.8Ba1.2)1-xMgxSiO4:yEu2+稀土发光材料,研究了Mg2+-Eu2+取代对材料的结构、形貌及发光性能的影响。对于(Ca0.8Ba1.2)1-xMgxSiO4:0.04Eu2+,当x从0增加到0.11时,其发光颜色从浅蓝色变化到蓝色;对于(Ca0.8Ba1.2)0.93Mg0.07SiO4:yEu2+,当y从1%增加到8%,发射带则从蓝色变化到浅蓝色。Mg2+/Eu2+取代导致发射光谱分别蓝移(14 nm)/红移(20 nm),这是由于晶体场劈裂和电子云扩展效应。调节Mg2+掺杂量,FWHM从100 nm减至70 nm且发射强度增加至2倍。此外,Eu2+之间的能量传递机制是偶极-偶极相互作用。(3)以Sc和Ga分别取代Ca1.65Sr0.35SiO4的Ca和Si位,形成Ca1.65-xScxSr0.35Si1-xGaxO4:Eu2+体系。采用高温固相法成功制备出了Ca1.65-xScxSr0.35Si1-xGaxO4:Eu2+稀土发光材料,研究了Sc-Ga共取代对材料的晶体结构及发光性能的影响。研究结果表明,Sc-Ga共取代对Ca1.65Sr0.35SiO4材料的晶体结构没有明显影响。所有样品均为纯正交相结构。随着Sc-Ga取代量增加,其衍射峰偏移至低角度,且主峰发生劈裂。随着Sc-Ga取代量增加,材料发射强度单调递减,量子产率由52%减至19%。发射光谱也发生不同程度的光谱红移,这是由于Sc-Ga取代导致的Ca1.65Sr0.35SiO4:Eu2+材料局部结构的变形引起的晶体场劈裂和电子云扩展效应的综合效应所致。随着Sc-Ga取代量增加至0.50,其衰减寿命从5.34 ms到7.97 ms,最后减至1.32 ms。在365 nm激发下,对于x=0和x=0.20的样品,当温度由室温增加至100 oC(150 oC),其荧光发射强度分别是室温下的66%(53%)和75%(69%),证明了Sc-Ga取代有利于提升Ca1.65Sr0.35SiO4:Eu2+材料的热力学稳定性。