收藏本站
《东北大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

稀土掺杂红色荧光材料的制备及发光性能研究

曹发斌  
【摘要】:作为功能材料,稀土荧光材料由于其光学性能优良,广泛地应用于LED半导体照明技术、PDP显示技术等领域。随着科学技术的发展及人们生活水平的提高,对荧光材料性能提出了更高的要求。芯片的发射波长从蓝光移到紫外光和近紫外光区,能够为荧光材料提供更高的激发能量,提高效率,这要求荧光材料有很高的光学性能。现有工业化红色荧光材料存在发光效率低、稳定性差等缺点。研究性能优良的红色荧光材料具有十分重要的实际意义。 La3+、Gd3+、Y3+、Eu3+和Sm3+是最重要的稀土激活离子,均属于f→f禁戒跃迁,其跃迁不受外部晶体场的影响,发射的光谱为锐线状光谱。本论文以钼酸盐或钼钨酸盐为基质,进行了掺杂La3+、Gd3+、Y3+、Sm3+和Eu3+共激发红色荧光材料的制备研究,并对材料进行电荷补偿和对材料的发光性能改进作用研究。通过X-射线衍射、激发和发射光谱等表征手段,考察了制备的工艺条件、基质改性以及共激活剂掺杂等对荧光材料晶体结构和发光性能的影响。论文的主要工作和研究成果如下: 1.Eu3+激活CaxSr1-x-1.5yMoO4:yEu3+,Eu3+浓度、Ca2+含量和助熔剂0.24Na2CO3-0.38K2CO3-0.38Li2CO3用量分别为8mol%、60mol%和6mol%,900℃下反应2h制备的荧光材料可被311nm、395nm和465nm有效激发,发射峰在616nm(纯红色);对CaxSr1-x-1.5y-zMoO4:yEu3+, zNa+发光体系,以Na+为电荷补给剂,能提高材料的发光强度,当Na+量为6mol%效果最佳,Eu3+浓度、Ca2+含量分别为8mol%、60mol%时,900℃反应2h,制备的荧光材料可被311nm、395nm和465nm有效激发,发射峰在616nm(纯红色) 2.在研究Eu3+-Gd3+、Eu3+-Y3+、Eu3+-La3+和Eu3+-Sm3+共激活的四种荧光材料的过程中发现,不同共激活剂的荧光材料中,主激活剂Eu3+的最佳用量均为材料的8mo1%,Mo6+和W6+的最佳相对含量及共激活剂的最佳用量各不相同,四种材料的最佳组成分别为Ca0.50Sr0.26Eu0.08Y0.08(MoO4)0.2(Wo4)0.8、Ca0.60Sr0.10Eu0.08Gd0.12(MoO4)0.2(WO4)0.8、Ca0.50Sr0.26Eu0.08La0.08(MoO4)0.4(WO4)0.6和Ca0.54Sr0.31Eu0.08 Sm0.02(MoO4)0.6(WO4)0.4。四种材料在616nm监测下,从210nm到350nm这一宽峰是O→Eu,O→Mo和O→W的电荷转移峰;在360-550nm内为Eu3+的4f-4f之间的电子跃迁,较强的激发峰位于~394nm,~465nm和~535nm分别属于Eu3+的7F0→5L6,7F0→5D2和7F0→5D1跃迁(~404nm的激发峰来自于Sm3+的6H5/2→4K11/2的跃迁),在394nm激发下,发射峰来自于Eu3+的5Do→7FJ(J=2,3,4)的跃迁,分别位于~616nm,~654nm和~702nm;最佳的工艺条件是900℃焙烧2h; 3.对Ca0.50Sr0.08Y0.08(MoO4)0.8、Ca0.60Sr0.10Eu0.12(MoO4) 0.2(WO4)0.8、Ca0.50Sr0.26Eu0.08La0.08(MoO4)0.4(WO4)0.6和Ca0.54Sr0.31Eu0.08Sm0.02 (MoO4)0.6(WO4)0.4四种红色荧光材料,分别采用单一碱金属碳酸盐电荷补偿剂、NH4Cl和单一碱金属氯化物电荷补偿剂及电荷补偿方式对荧光材料的发光性能进行改进研究,获得较好的效果,结果表明:最佳电荷补偿剂分别为2mol% LiCl、6mol%NaCl、4mol%KCl和2mol%NaCl;电荷补偿方式分别为2Ca2+/Sr2+→Eu3+/Y3++Li+和Ca2+/Sr2+→Eu3+/Y3++Cl-协同作用、Ca2+/Sr2+→Eu3/Gd3++Na+和Ca2+/Sr2+→Eu3+/Gd3++Cl-协同作用、2Ca2+/Sr2+→Eu3+/La3++K+主导作用及2Ca2+/Sr2+→Eu3+/Sm3++Na+和Eu3+/Sm3++Cl-协同作用;荧光材料发光强度和色坐标分别为15320a.u.、x=0.67、y=0.33,8925a.u.、x=0.67、y=0.32,9655a.u.、x=0.66、y=0.33及8764a.u.、x=0.67、y=0.33,与电荷补偿前相比发光强度提高幅度分别为90%、300%、65%和125%; 4.最好的红色荧光材料Ca.050Sr0.26 Eu0.08 Y0.08 (MoO4)0.2发光强度和色坐标分别为15320a.u.、x=0.67、y=0.33,在发光效率和色纯度方面,均处于国内领先的水平,优于现有红色荧光材料的发光性能,可用于LED紫外芯片激发下的照明和PDP显示技术。 本文的创新点: 1.制得了目前国内外未见报道的红色荧材料Ca0.50Sr0.26 Eu0.08 Y0.08 (MoO4)0.2 (WO4)0.8、Ca0.60Sr0.10Eu0.08 Gd0.12 (MoO4) 0.2(WO4)0.8、Ca0.50Sr0.26 Eu0.08 La0.08 (MoO4)0.4(WO4)0.6和Ca0.54Sr0.31 Eu0.08 Sm0.02 (MoO4)0.6(WO4)0.4,该类荧光材料最大吸收峰位于394nm,对394nm紫外辐射具有很强的吸收,在616nm处发射纯红光,是理想的新型红色荧光材料。 2.通过不同基质的掺杂改性,研究了不同共掺杂离子对荧光材料发光性能的影响,确定了共掺杂离子所导致的结构稳定性及电荷平衡性对荧光材料发光性能具有的不同影响,为改进现有荧光材料和开发新的荧光材料提供参考和借鉴。 3.首次研究了钼钨盐双基质中掺杂引入的电荷缺陷,采用不同的电荷补偿剂和电荷补偿方式对荧光材料的发光性能进行了优化,为制备高效率的荧光材料提供依据。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB34

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕亚宁;杨定明;胡文远;康明;;机械力化学法合成SrZnO_2:Sm~(3+),M~+(M=Li,Na,K)及其发光性能[J];硅酸盐学报;2010年03期
2 杨寅;许文才;孙家跃;杜海燕;罗世永;;紫外荧光防伪胶印油墨制备及其性能研究[J];中国印刷与包装研究;2010年S1期
3 谢鸿;陈哲;严有为;袁江顺;;硼酸对纳米BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)发光材料制备、晶体结构及其发光性能的影响[J];功能材料;2006年09期
4 王涵;黄志良;刘羽;;掺钡白钨矿型CaWO_4:Ba~(2+)荧光材料的制备与表征[J];武汉工程大学学报;2008年02期
5 尹艳林;许春妹;徐柳陈;;近紫外荧光材料研究进展[J];辽宁化工;2009年01期
6 李波;张磊;鲁道荣;;白光LED用Y_(3-x)Al_5O_(12):Ce_x~(3+)材料发光性能的影响因素的研究[J];金属功能材料;2010年06期
7 周胜平;;熔盐法合成荧光材料研究进展[J];辽宁化工;2011年04期
8 夏国栋,周圣明,张俊计,张涟翰,贾广强,徐军;凝胶-燃烧法合成YAG∶Eu~(3+)纳米荧光材料的结构和发光性能[J];无机化学学报;2005年08期
9 陈哲;严有为;;PDP用纳米BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu荧光粉的燃烧合成及发光性能[J];物理化学学报;2006年08期
10 刘美英;龙光明;祁米香;王舒娅;;共沉淀法制备SrAl_2O_4∶Eu~(2+),Dy~(3+)发光材料及其性能表征[J];盐湖研究;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王亚飞;刘煜;倪美君;刘明;李小双;朱美香;朱卫国;;环金属铂配合物液晶发光材料的合成及其性能的研究[A];中国化学会第27届学术年会第12分会场摘要集[C];2010年
2 于江波;张洪杰;;钐配合物的合成及其可见与近红外区发光性能的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
3 刘振;焦桓;荆西平;;LiF对YAG:Ce~(3+)荧光粉结晶及发光性能的影响[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
4 王仁清;;长余辉蓝色荧光粉SrSiO_3:Eu~(2+),Dy~(3+)的制备与发光性能研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 李卓昕;王丹妮;秦秀波;王宝义;魏龙;薛德胜;;退火对多孔硅材料发光性能的影响[A];第十届全国正电子湮没谱学会议论文集[C];2009年
6 李未;王岩国;韩培德;张泽;;InGaN薄膜生长缺陷对发光性能的影响[A];2000年材料科学与工程新进展(上)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
7 杨雪峰;宁桂玲;仝慧娟;林源;;溶胶凝胶法制备γ-LiAlO_2:Eu~(3+)磷光体及其发光性能的研究[A];2006年全国功能材料学术年会专辑[C];2006年
8 程峰;王宝义;王天民;魏龙;;Ce~(3+)和Tb~(3+)掺杂重金属硼硅酸盐玻璃的发光性能[A];《硅酸盐学报》创刊50周年暨中国硅酸盐学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 李广社;苏毅国;李莉萍;;CaWO_4纳米晶的可控合成,结构和发光性能[A];第11届全国发光学学术会议论文摘要集[C];2007年
10 陈达一;华小辉;李维红;徐怡庄;吴瑾光;;Mg-Al-CMP-LDH的光谱和发光性能[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者郭姜宁;甘肃稀土公司将荧光材料最新工艺用于工业生产[N];科技日报;2002年
2 林丰;“荧光材料对红外激光探测”研究项目通过鉴定[N];中国有色金属报;2006年
3 伍鸿;提高稀土荧光粉体的综合利用水平[N];消费日报;2007年
4 光新;甘肃稀土公司将荧光材料 最新工艺用于工业生产[N];中国有色金属报;2002年
5 ;彩虹 舰队启航[N];中国电子报;2003年
6 本报记者 贺韬 实习生 杜朋举;劳模在奋斗中闪亮[N];陕西日报;2002年
7 樊哲高;彩虹:转型打出节能牌[N];中国电子报;2007年
8 庞诚;苏州英特华照明有限公司成立[N];消费日报;2008年
9 全国稀土荧光粉、灯协作网 吴虹;光的呼唤[N];消费日报;2007年
10 窦学宏 吴虹;科技进步推动稀土绿色照明飞速发展[N];中国有色金属报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹发斌;稀土掺杂红色荧光材料的制备及发光性能研究[D];东北大学;2010年
2 李洁;白光LED用荧光材料的湿化学法制备及性能研究[D];太原理工大学;2011年
3 胡龙;蓝光激发的荧光材料探索研究[D];河北工业大学;2011年
4 贺明睿;稀土掺杂六铝酸盐发光材料的制备及发光性能的研究[D];东北大学;2009年
5 董晓睿;稀土掺杂钙钛矿型复合氧化物的制备及其发光性能研究[D];吉林大学;2013年
6 李玲;稀土磷酸盐荧光材料的研究[D];浙江大学;2008年
7 刘文晶;无汞荧光灯用荧光材料的制备及发光性能研究[D];兰州大学;2013年
8 刘小楠;组合法筛选红色真空紫外荧光材料与GdP_3O_9:Dy~(3+)光谱性质研究[D];中国科学技术大学;2012年
9 陈雷;组合材料库的液相并行合成及红色真空紫外荧光材料敏化剂的组合筛选[D];中国科学技术大学;2007年
10 范瑞清;吡啶二亚胺金属配合物的合成、表征及发光性能的研究[D];吉林大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王涵;复相磷酸钙三原色荧光材料的合成及发光性能的研究[D];武汉工程大学;2010年
2 袁文辉;稀土掺杂硅酸盐的发光性能及长余辉调控[D];湘潭大学;2010年
3 刘宾;稀土掺杂CaLaAl_3O_7荧光粉发光性能及木糖醇振动光谱研究[D];北京工业大学;2011年
4 周永勤;基于钼酸盐的光致发光材料的合成及其发光性能研究[D];上海师范大学;2011年
5 肖翀;硫化物量子点的水相合成与发光性能研究[D];中南大学;2009年
6 李伟;稀土有机配合物掺杂凝胶薄膜的制备及其发光性能研究[D];浙江大学;2005年
7 付长城;溶胶—凝胶法制备稀土配合物/SiO_2发光材料的研究[D];中南大学;2005年
8 武祥;等离子体用绿色荧光粉的制备及发光性能的研究[D];沈阳工业大学;2005年
9 邱冬;长余辉发光材料的制备与性能研究[D];合肥工业大学;2009年
10 林娜娜;稀土/桥联聚倍半硅氧烷的制备及其发光性能研究[D];河北工业大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026