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随着白光LED制备技术的不断发展以及它的应用领域的不断扩展,白光LED用照明材料的性能和制备越来越受到人们的重视。其中SrzSiO4:Eu2+荧光粉因为其物理化学性能稳定、发射光谱可调范围大、晶体透光性好等优点而得到了广泛的研究。另外关于白光LED用稀土离子掺杂的氟氧化物玻璃的研究也越来越受到人们的重视,因为其具有发光均匀、热稳定性好、封装过程简单、不含环氧树脂等优点。
本文的研究内容如下:
1、在相对较低的温度下(1100℃)采用高温固相法合成了Sr2SiO4:Eu2+荧光粉,详细地研究了NH4F助熔剂、Eu2+掺杂浓度、Sr／Si比对Sr2SiO4:Eu2+荧光粉的结构和发光性质的影响。X射线衍射和荧光光谱结果表明NH4F助熔剂可促进单斜晶相β—Sr2SiO4的生成,从而极大地增强了Sr2SiO4:Eu2+荧光粉的发光强度。我们比较了不同助熔剂对Sr2SiO4:Eu2+的结构和荧光性质的影响,NH4F对荧光粉的荧光增强效果明显优于NH4Cl和Li2CO3。研究结果表明用NH4F作为助熔剂合成的Sr2SiO4:Eu2+荧光粉是一种很好的用于近紫外芯片激发的白光LED用荧光粉。
2、通过熔融猝冷法按50SiO2-20Al2O3—30CaF2组分成功地制备出了透明的Ag、Eu3+共掺的氟氧化物玻璃。系统地研究了玻璃的微观结构、发光特性以及发光中心间的能量传递机理。对吸收光谱、XRD图、TEM图像以及325-375nm范围内新出现的激发宽带的分析可知,发射光谱中400-700nm区域内新出现的发射带是因存在非常小的,类似于分子的Ag颗粒(ML-Ag颗粒)。而结合ML-Ag颗粒400-700nm的宽带发射和Eu3+离子的发光可形成很好的白光,其色坐标为(X=0.333,Y=0.307),非常接近白光的标准色坐标(X=0.333,Y=0.333)。因此,Ag、Eu3+共掺的氟氧化物玻璃可作为紫外发光二极管芯片激发的白光LED用荧光材料。
3、采用传统的熔融淬冷法成功制备了透明的SrF2微晶玻璃,其玻璃成分为50SiO2-10Al2O3-20ZnF2-20SrF2。用XRD、TEM、EDS研究了SrF2微晶玻璃的微观结构。发现SrF2纳米晶均匀的分布在氟硅酸盐玻璃基质中,其粒径大小约20nm。在393nm的激发下,该微晶玻璃表现出强的红光发射,其发射峰对应于Eu3+离子从5D0到7FJ(J=0-4)的跃迁,其发光强度是普通玻璃的9倍。另外,微晶玻璃中明显的能级劈裂、更低的5D0到7F2的电偶极跃迁、更长的Eu3+离子的寿命都表明了大部分的Eu3+离子进入到了具有低声子能量环境的SrF2纳米晶中。我们的结果表明以氟硅酸盐为基的SrF2微晶玻璃对于三价镧系离子来说是一种十分优秀的掺杂基质,在光学方面将有很广阔的应用前景。