稀土激活磷酸盐、硼酸盐多光色荧光粉的研究

来源 :大连工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hwh494
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LED具有长寿命、节能、无汞环保、光品质高等优势,被称为21世纪的第四代照明光源,而应用于照明的白光LED通常为荧光转换型LED(pc-LED),即其发光来源自LED芯片以及荧光粉。市场常见的白光LED使用蓝光芯片和黄色荧光粉,较低的显色指数限制了其应用前景。以近紫外/紫外LED芯片和多光色荧光粉搭配可以获得白光,理论上的显色指数可以超过95,是当下科学界和工业界研究的重点方向之一。本论文的目标为通过高温固相法,研发制备能被近紫外/紫外光有效激发的稀土激活磷酸盐、硼酸盐多光色荧光粉,取得了如下进展:1.通过高温固相法在1100℃下制备了β-Ca3(P1-yVyO4)2:xDy3+荧光粉。样品具有纯相的白磷钙矿结构,Dy3+离子和钒酸根的替代不影响样品的晶格结构。在350 nm紫外光激发下,样品发出明亮的白光;超敏跃迁4F9/2-6H13/2的强度明显低于4F9/2-6H15/2,说明Dy3+离子倾向于占据点对称性较高的格位;浓度猝灭实验表明Dy3+离子的最佳掺杂浓度为x=0.06,浓度猝灭机理为偶极-偶极交互作用。钒对磷的替代使Dy3+离子的黄蓝峰强度比从0.727增至1.234,色坐标相应地从(0.274,0.338)向暖白光方向移动到了(0.320,0.385),色温则从8670 K显著降低至5940 K。即钒酸根对磷酸根的替代可以在不改变白磷钙矿晶格结构的前提下实现Dy3+离子所发白光的可调变性。这对Dy3+离子激活白光荧光粉在固态照明领域的应用具有一定的指导意义。2.通过高温固相法在1100℃下制备了稀土激活α-Ba3Y(BO33系列荧光粉,表现出明显的层状特征结构,稀土离子的掺杂不影响样品的晶格结构。Ce3+离子为蓝光中心,其发射谱可匹配为四个高斯分布,判断其占据基质中的两类格位;Tb3+离子为绿光中心,但其有效激发范围位于UVB段,与Ce3+离子共掺可将其有效激发范围扩展超过350 nm,与紫外LED相匹配;Eu3+离子可发出明亮的红光,其跃迁5D0-7F1占主导地位,说明Eu3+离子应占据对称性较高的格位(Y格位)。在该系列荧光粉中,α-Ba3Y(BO33:0.05Eu3+,α-Ba3Y(BO33:0.01Ce3+,0.16Tb3+和α-Ba3Y(BO33:0.01Ce3+分别发出红、绿、蓝光,色坐标依次位于(0.615,0.368)、(0.256,0.480)和(0.154,0.052),在近紫外/紫外LED照明领域拥有很好的应用前景。本工作为LED灯用荧光粉提供了更多的选择。
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