论文部分内容阅读
本文通过高温固相法合成氟铝酸盐和氟磷酸盐基质白光LED用荧光粉,探讨荧光材料的晶体结构、发光性能,并通过对结构和组成的改变优化调控发光性能,探讨其应用的可行性。第一章综述照明光源发展史、白光LED的应用现状、发光材料性能及选择。第二章为为化学药品、纯度,实验方法和表征手段。第三章通过高温固相法合成氮化氟铝酸锶Sr3-yAl1-xMxO4-xNxF:y Eu3+(M=Si,Al,B)荧光粉,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征其结构和形貌,利用激发-发射光谱研究所合成荧光粉的发光性能。结果表明:在N2氛围保护1300℃条件下烧结得到Sr3-yAl1-xMxO4-xNxF:yEu3+与Sr3AlO4F物相一致,激发波段为250-330 nm,发射波为窄线状谱,分别位于580 nm、590 nm和619 nm,一定程度的氮化使红光发射强度增强。第四章1.在N2/H2=9:1的还原氛围中1300℃下合成Sr3-yAl1-xMxO4-xNxF:yCe3+(M=Si)样品,其激发光谱为250-440 nm宽谱带,460 nm的Ce3+的4f能级发射峰随氮化值增加而逐渐红移至550 nm。Si3N4取代Al2O3的结果是半径更小的Si4+取代Al3+以及共价键更强的Si-N取代Al-O键,导致晶格收缩晶体场强度增加以及Ce3+周围的配位环境改变,Ce3+的5d能级分裂加剧。2.当M为Al时,原有的Al-O键被共价性更强的Al-N取代,发射峰强度有所增强;当M为B时,在1300℃下样品发生融化,当温度为1200℃时可以得到纯相荧光粉,但氮化结果反而降低发射强度。3.对于Sr3-yAl1-xMxO4-xNxF:yCe3+(M=Si)荧光粉,通过改变Ce3+/Eu3+比例可得到较好的发射光谱,在330 nm激发下的发射谱在CIE坐标系中近似得到白光。第五章通过高温固相法在1050℃合成以Ba3LaNa(PO4)3F为基础的改性荧光粉:1.Ba3-yLaNa1-xMx(PO4)3F:yEu2+(M=Li,K)系列:当离子半径小于或大于Na+的阳离子Li+、K+取代Na+之后,468 nm的蓝光发射增强且蓝移,激发光谱为230-420 nm的宽谱带。468 nm的激发峰属于Eu2+的4f65d1-4f7,230-420 nm的发射峰属于Eu2+的4f7-4f65d1的跃迁。在Na+的最佳取代量80%时Eu2+的最佳浓度为0.05.2.Ba3-y La1-xRExNa(PO4)3F:yEu2+(RE=Gd,Y)系列:配位数更高的La3+离子被半径较小的Y3+和Gd3+离子取代后,Eu2+在468 nm的蓝光发射发生小幅红移至480 nm附近,且发射强度有所降低。这主要是与Eu2+相邻的La3+离子被半径较小的Gd3+或者Y3+离子取代后晶胞参数变小,Eu2+的晶体场分裂能降低产生红移。3.Ba3LaNa(PO4)3-x(Q)xF:Eu2+(Q=BO33-,AlO33-,SiO32-)系列:阴离子取代使激发和发射均有所增强,Q=BO33-,Al O33-的发射谱较原来多了位于589 nm、618 nm的峰,归属于Eu3+的5D0-7F1,5D0-7F2橙、红光发射,原因伴随体积更小的BO33-和刚性更强的AlO33-取代PO43-使得Eu3+的还原变得困难,有少量Eu3+得以保留,在同一激发下同时得到蓝光和红光发射。4.Ba3LaNa(PO4)3-x(Q)xF:Eu2+/Tb3+(Q=BO33-,AlO33-)系列:在330 nm激发下Eu2+的468nm蓝光发射减弱,原因为Eu2+与Tb3+之间发生能量传递。在244 nm激发下590 nm和619 nm的Eu3+红光发射得到增强,原因为Tb3+传递能量到Eu3+。