【摘 要】
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白光发光二极管（WLED）比传统的荧光灯具有更大的优势,例如,在高效、节能、体积和环保的方面。目前,主流的商业WLED是由蓝光In Ga N芯片和黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)组合而成的。随着照明显示技术的快速发展,缺少红光成分的WLED越来越满足不了人们追求宽色域显示和高品质白光的需求。目前,解决WLED的这些问题的简单途径是通过在黄色荧光粉中添加红光成分。近几年,Mn
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白光发光二极管（WLED）比传统的荧光灯具有更大的优势,例如,在高效、节能、体积和环保的方面。目前,主流的商业WLED是由蓝光In Ga N芯片和黄色荧光粉Y3Al5O12:Ce3+(YAG:Ce3+)组合而成的。随着照明显示技术的快速发展,缺少红光成分的WLED越来越满足不了人们追求宽色域显示和高品质白光的需求。目前,解决WLED的这些问题的简单途径是通过在黄色荧光粉中添加红光成分。近几年,Mn4+掺杂的氟（氧）化物红色荧光粉因其独特的光谱特性已经得到了广泛的关注,在紫外光或是蓝光的激发下,可发射出窄带的红光,这对于提升白光LED器件的显色性有着显著的优势。因此,本课题集中探索并合成了Mn4+掺杂的氟（氧）化物红色荧光粉材料,研究了它们的发光性质,并探究应用在白光LED中的潜力。本课题的工作主要分为以下几点:1、采用两步法合成了一种Mn4+激活的氟氧化物K3Ta OF6红色荧光粉。用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜和能谱仪对其物相和形貌进行了表征。所制备的K3Ta OF6:Mn4+表现出对蓝光的强烈吸收和高色纯度的发射（～628 nm）。由于Mn4+离子扭曲的八面体配位环境,在620 nm处监测到了明显的零声子线（ZPL）发射。通过理论计算,K3Ta OF6基质中的Mn4+离子处于强晶体场环境中。此外,随温度变化的光致发光（PL）和热释光（TL）光谱表明,热离域在该荧光粉的热猝灭现象中占主导地位。2、采用共沉淀法制备了含[Mo O2F4]2-八面体的Mn4+激活的氟氧化物KNa Mo O2F4红色荧光粉。KNa Mo O2F4:Mn4+荧光粉在蓝光区域有较强吸收,内部量子产率（IQE）为65.8%。由于Mn4+离子的扭曲八面体环境,在625 nm处监测到强ZPL发射。根据理论计算,KNa Mo O2F4基质中的Mn4+离子处于强晶体场中,其Dq/B值高达～3.86。通过变温光谱的研究,Mn4+发射态处于弱电子-声子耦合作用。使用YAG:Ce3+和KNa Mo O2F4:Mn4+制备得到了暖白光LED,其中显色指数（Ra）为83.5和相关色温（CCT）为4490 K。3、通过离子交换法合成了一种新的Mn4+激活的氟化物红色荧光材料（NH4）2Zr F6:Mn4+,采用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、能谱仪和激发/发射光谱等分析手段对材料的结构、形貌和荧光性能进行了系统的表征。通过对（NH4）2Zr F6:Mn4+发光性能的研究,得出样品最强激发位于468 nm左右,属于蓝光区,且最强发射位于632 nm处,并且在620 nm处有明显的ZPL发射。采用YAG:Ce3+黄色荧光粉、蓝色In Ga N芯片和（NH4）2Zr F6:Mn4+红色荧光粉制备了白光LED器件,显色指数为82.6,相关色温为4497 K,表明红光材料的加入改善了白光LED器件的冷白光属性,在暖白光LED中具有潜在的应用价值。
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