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白光LED因其寿命长、能耗低、响应快、抗冲击性好、可靠性高等优势,越来越收到学界及产业界的关注。常用的实现白光LED的方式为紫外-近紫外LED芯片+红/绿/蓝三基色荧光粉的组合模式,但是现有的三基色荧光粉对紫外-近紫外光的吸收、发光效率和稳定性等方面的表现皆不尽如人意,因此开发一些适用于近紫外芯片基WLED的新型荧光粉十分必要。
针对上述需求,本论文分别制备了两种适于近紫外激发的AION∶Eu2+荧光粉和可被蓝光激发的AION∶Mn2+荧光粉。运用X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、荧光光谱仪(PL)、电子自旋共振仪(ESR)及核磁共振仪(NMR)等对荧光粉的晶体结构、形貌、激发和发射光谱及微结构进行了分析。采用场致快速合成法在1800℃制备了AION∶Eu2+荧光粉,研究了Eu2+含量对发光性能的影响,结果表明Eu2+很难固溶进尖晶石结构的AION晶格,同时发现,升高温度及适当的延长保温时间可以有效地提高荧光粉的发光强度。在1800℃下制备了AION∶Mn2+,研究了激活剂离子的浓度及基质的组成对荧光粉发光性能的影响。结果表明Mn2+含量的增加可提高荧光粉的发光强度,当Mn2+含量为6 mol％时,发光强度达到最大,随着基质中N含量的增加,荧光粉的发光性能呈现为先增后减,当N/O=0.2时,发光强度达到最大。通过ES()试结果计算了波谱分裂因子g0≈2.0069,说明Mn2+在AION中占据了四面体位置;同时计算了精细结构劈裂常数A0,其数值与随N含量增加共价键性增强的结果一致。NMR的测试结果证实了Mn2+占据的是AION中的四面体位置。制备了AION∶Mn2+,Cu+荧光粉,研究了Cu+对Mn2+的敏化作用。当Cu+含量为2mol%时,和AION∶Mn2+荧光粉相比,发光强度有所增强。通过计算可知AION中Cu+离子对Mn2+离子的能量传递是以电多极相互作用实现的。