【摘 要】
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在发白光二极管（白光-LED）中,调节发光特性是一个关键指标,其核心是荧光粉的设计和优化。开发具有宽光谱发射和连续可调发光的发光材料,以产生具有最佳色温（CCT）,优异显色指数（CRI）和高热稳定性的高品质暖白光,仍然是一个挑战。而下转换荧光粉,能将高能辐射、紫外线、近紫外线或蓝光,转换成可见光,并可组合产生白光。由于卓越的特性,如高效率和超长的寿命,使得蓝光芯片（InGaN）和黄光荧光粉（YAG
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在发白光二极管（白光-LED）中,调节发光特性是一个关键指标,其核心是荧光粉的设计和优化。开发具有宽光谱发射和连续可调发光的发光材料,以产生具有最佳色温（CCT）,优异显色指数（CRI）和高热稳定性的高品质暖白光,仍然是一个挑战。而下转换荧光粉,能将高能辐射、紫外线、近紫外线或蓝光,转换成可见光,并可组合产生白光。由于卓越的特性,如高效率和超长的寿命,使得蓝光芯片（InGaN）和黄光荧光粉（YAG:Ce3+）的组合成为商用白光LED光源的主流,但缺少红光成分,难以满足对生活品质的追求。将蓝光、绿光和红光的荧光粉涂在近紫外线发射的芯片上,是一种产生高效暖白光的方法,其满足了对暖白光的需求。但各种荧光粉的激发带和发射带重叠时发生的重吸收会降低器件的效率和工作寿命。此外,多种荧光粉的使用增加了设备的复杂性和成本。因此,具有高量子效率和更宽波长（覆盖整个可见光谱）的单相荧光粉能有助于固态照明在市场上更有吸引力。寻找新型高效的单相荧光粉和合适的制备方法已成为国内外研究的热点。本项目的研究重点是应用于固态照明（SSL）的宽光谱、发光可调的单相全无机材料,用于生产高效白光LED的新型低成本材料。我们合成和表征能够吸收高能光（紫外线和蓝光）并在宽可见光谱区域稳定发射的氧化物荧光材料。我们知道过渡金属和稀土离子是高效发光离子,如Bi3+、Sb3+、Dy3+和Eu3+,它们具有独特的窄带线发射。然而,在紫外线和蓝光光谱区域,这些离子的特征d-d和f-f吸收为禁阻跃迁,限制了它们的效用。观察到合成的Ca2ATaO6（A=Y3+和Lu3+）双钙钛矿氧化物荧光粉在紫外（300-400nm）光激发下,在蓝光光谱区发射高效的本征发射。本征蓝光发射被成功地用于在紫外线和蓝色光谱区域敏化激发三价离子（Bi3+,Sb3+,Dy3+和Eu3+）,进而在整个可见区（400-700nm）低能量发射。系统研究了本征蓝色发射的起源及其如何将部分能量转移到激活剂的敏化过程。本研究工作分为以下几章:1.在论文的第一章中系统性介绍了不同人工白光技术、发展前景,以及与其他技术相比固态照明的优势。第二章详细介绍了材料的合成和表征。本项目中通过XRD衍射图和扫描电子显微镜（SEM）分析来表征材料的形貌和物相;还采用荧光光谱法进行高温和室温测量。同时,详细研究了不同激活剂之间的能量转移。2.第三章详细介绍了一种新型可调彩色荧光粉的合成,该荧光物具有双钙钛矿结构。含有Bi3+/Eu3+离子的未掺杂、掺杂和共掺杂荧光粉的发光显示了 200-400 nm范围内的宽带激发,主峰位于315 nm。未掺杂的Ca2YTaO6荧光粉表现出以424nm为中心的强烈本征发射。在Bi3+和Eu3+的参与时,强烈的蓝光发射（424nm）可以有效地激发出蓝光、绿光、红光和白光。3.第四章阐明了具有双钙钛矿结构的Dy3+/Eu3+共掺Ca2LuTaO6荧光粉的高温固态合成。在313nm的紫外线激发下,双钙钛矿荧光粉Ca2LuTaO6产生主峰为424nm的本征发射。使用X射线衍射和扫描电子显微镜研究了物相和形貌。通过计算和实验,研究了宽带蓝光发射的来源。在荧光粉Ca2LuTaO6中单掺和共掺杂了 Dy3+和Eu3+,研究紫外光和近紫外光的激发,表明Dy3+和Eu3+激活双钙钛矿荧光粉Ca2LuTaO6可以得到发射窄带多色线,效率优异,应用广泛。4.第五章介绍了我们合成蓝光和红光光谱区域（分别为418nm和687nm）具有宽带光谱发射和双倍发射峰值的双钙钛酸盐Ca2YTaO6:xSb3+。测量了光致发光激发（PLE）、发射（PL）、荧光衰变时间、热稳定性和CIE色度坐标,以证明双钙钛矿氧化物荧光粉Ca2YTaO6:Sb3+适合发射对植物生长的具有潜力。观察到从基质发射到激活剂Sb3+的有效能量转移,从而增加了红光发射。使用理论模拟来检验晶体结构、电子带隙和电子配置。使用扫描电镜和粉末X射线衍射验证了形貌和物相鉴定。远红光发射（687nm）的荧光粉具有生产用于植物生长的白光LED的潜力。5.第六章阐述了 Eu2+掺杂对荧光粉CaAl1-xGaxSiN3结构特性的影响,表明结构畸变对具有5d-4f自旋跃迁的离子Eu2+发光性能的影响。6.第七章总结了本文,并讨论了未来的研究方向。
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