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YVO4晶体是一种优秀的双折射、铁电晶体,具有四方晶系结构,空间群为D194h(I41/amd)。其晶胞参数为a=b=0.71192nm,c=0.62898nm。它有着较宽的透光范围、易于生长等优良性能,目前,它已成为优异的非线性光学晶体和激光基质晶体。Ce3+是一种重要的稀土离子,由于它能级结构较为简单,并具有较宽的吸收带和发射带,发光过程中量子效率高,既可作为发光激活离子使用,也可作为敏化离子使用,因而在稀土掺杂荧光粉中,有着非常重要的应用。它在地球上的含量较丰富,价格低廉,且容易从矿物中得到。Eu3+是另一种重要的稀土离子,它的特征发射位于红光区域,是典型的线状光谱,早期大量应用于彩色电视机等显示设备,目前是开发红色荧光粉的主流等,它可以直接用红色荧光粉,也可以配合其他荧光粉,用于改善发光材料的显示指数。白光LED相对于传统的照明技术而言,具有能效高、能耗低、无污染、寿命长、安全等诸多优点,它成为当今天科技研究的热点,它已成为现代固体照明的主体,可以预言,它将成今后照明的大势所趋,不可阻挡。因此,开发高效白光LED以及降低它的制造成本,已成为目前固体照明的研究重点。首先,本实验室使用提拉法生长了一系列的YVO4晶体及其掺杂的晶体,并在晶体生长工艺上投入了大量的精力。研究了它们的生长过程,并改进生长工艺,以使晶体质量得到提高,生长效率也进一步提高。另外,本实验室还首次生长了高质量的Ce3+/Eu3+:YVO4晶体。其次,对Ce3+:YVO4晶体的光谱特性展开了一系列的研究。研究了Ce3+:YVO4晶体在不同的激发波长下的发光特性和发光机理,研究了它的吸收谱、激发谱和发射谱与Ce3+能级的关系。研究了掺铈(Ce)YVO4晶体中Ce3+和O2-的价态问题,发现并确认了在YVO4晶体中,Ce3+和Ce4+总是共存的。由于Ce3+和Ce4+的共存,构成了“Ce-O”的电荷迁移态(CTS),并以“分子轨道论”的观点给以定性的解释,从而揭示了在Ce3+:YVO4晶体有着不同寻常的发光特性的机理所在。通过研究还发现,在Ce3+:YVO4晶体中还存在着一种特殊的发光—上转换发光,这种发光是也是基于“Ce-O”的电荷迁移态。Ce3+:YVO4晶体中掺入Eu3+以与改善材料的发光特性,研究了Ce3+/Eu3+:YVO4晶体的光谱特性,讨论了Ce3+和Eu3+的能级特点和能量传递情况,并与Ce3+:YVO4晶体的发光情况作了比较。通过对Ce3+:YVO4晶体光谱的研究发现,Ce3+:YVO4晶体可能成为了种新型的紫外激发的高效蓝光荧光粉,并在激光照射下用肉眼看到了它的蓝光发射。Ce3+/Eu3+:YVO4晶体的光谱特性表明,它在紫外光的激发下发射红光,将有希望成为一种新型的红色荧光粉,在激光照射下可以用肉眼看到它的红光发射。另外,它在近紫外光(397nm)的激发下,通过计算它的CIE坐标发现,它的发光正好位于白光区域,也就是说,它将有希望成为一种使用单一荧光粉就可以发出白光的荧光粉。通过Ce3+:YVO4晶体和Ce3+/Eu3+:YVO4晶体的光谱特性研究,讨论了它们在白光LED中的应用。