【摘 要】
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荧光转换型LED照明技术被广泛应用于白光LEDs和植物生长领域。目前,通过黄色荧光粉与蓝光LED芯片组合所得到的照明白光,因缺失红色荧光粉贡献的红光部分,导致显色性差和色温高。因此,限制了其在有高品质要求的室内照明应用。加入红色荧光粉能解决上述问题。另外,荧光转换型LED能为植物提供光合作用所需能量,缩短生长周期,提高产量。红光区域的660 nm和730 nm峰值附近的光是植物生长所需能量波段,能
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荧光转换型LED照明技术被广泛应用于白光LEDs和植物生长领域。目前,通过黄色荧光粉与蓝光LED芯片组合所得到的照明白光,因缺失红色荧光粉贡献的红光部分,导致显色性差和色温高。因此,限制了其在有高品质要求的室内照明应用。加入红色荧光粉能解决上述问题。另外,荧光转换型LED能为植物提供光合作用所需能量,缩短生长周期,提高产量。红光区域的660 nm和730 nm峰值附近的光是植物生长所需能量波段,能有效地控制植物的生长。本文以过渡金属Mn4+为发光离子,氧化物为基质,探究Mn4+在类石榴石结构和岩盐结构氧化物中的光谱特性,旨在开发能应用于植物生长和白光LEDs的红色荧光粉。本论文开展工作如下:（1）通过高温固相法成功制备了类石榴石结构的新型Li6SrLa2Sb2O12:Mn4+系列远红光荧光粉。首次报道了Mn4+单掺杂Li6SrLa2Sb2O12荧光粉的光谱特性研究。该系列样品在紫外光和蓝绿光激发下,均能发出峰值为705 nm的远红光,其强激发峰分别位于346 nm与501 nm。通过对比了不同掺杂浓度的发光强度,确定其最佳浓度为0.01 mol,经分析得出偶极-偶极相互作用为Mn4+离子发光猝灭机制。同时分析了Mn4+在Li6SrLa2Sb2O12中的晶体场强,计算出Dq/B为2.7。讨论了其共价性,计算出电子云重排β1值为0.926。最佳浓度样品的量子效率为18.24%。分析Li6SrLa2Sb2O12:0.01Mn4+样品的变温PL发射光谱,得出其热稳定活化能为0.307 e V。对比该样品705 nm处的发射峰与光敏色素PFR的最强吸收峰（730 nm）,分析了该荧光粉在植物生长中的可用性,并制备了相应LED器件。（2）通过高温固相法成功制备了岩盐结构的新型Na+和Ge4+共掺杂Li2Mg3Ti O6:Mn4+系列的红色荧光粉。研究了Mn4+单掺杂Li2Mg3Ti O6荧光粉的光谱特性。该系列样品在紫外光和蓝光激发下,均能发出峰值为667 nm的红光,其强激发峰分别位于345 nm与468 nm。我们对比分析了不同掺杂浓度的发光强度,确定其最佳浓度为0.005 mol。分析了Mn4+的发光猝灭机制。采用双离子替换方式即通过Na+和Ge4+分别替换Li2Mg3Ti O6中部分的Li+和Ti4+,以优化其发光性能。优化后样品的发光强度提升到原来的232%,而量子效率达到53.55%,并分析了其相关机制。测试了Li2Mg3Ti O6:Mn4+/Na+/Ge4+样品的变温PL发射光谱,其在473K时的发射强度为273K的37.2%。基于其发光特性,讨论了该荧光粉在植物生长和白光LEDs中的应用。
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