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《齐鲁工业大学》 2019年
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硼/磷酸盐荧光粉的制备及性能研究

陆萌  
【摘要】:作为普通照明的潜在性固体光源,发光二极管(Light Emitting Diode)具有尺寸小、寿命长、能耗低、发光强度高等优点,被称为是最具有应用前景的照明光源之一。本文采用高温固相法制备了一系列可用于LED的硼/磷酸盐荧光粉。利用X射线衍射仪(XRD)、红外/拉曼光谱(FT-IR/Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、发射光谱(PL)、激发光谱(PLE)、色坐标(CIE)和色温(CCT)等测试表征方法对荧光粉结构、形貌及发光行为进行了研究。主要探讨了荧光粉基质组成、结构、掺杂离子的种类与浓度等对荧光粉发光性能的影响,研究了材料发光性能的调控机理,揭示掺杂离子的电子跃迁及能量传递等物理机制,获得了具有优异性能的LED用硼/磷酸盐荧光粉。本文研究了一系列Eu~(2+)离子和Mn~(2+)离子单掺杂或双掺杂Ca_(10)Na(PO_4)_7(CNPO)荧光粉。在紫外(UV)光激发下,Eu~(2+)离子单掺CNPO荧光粉具有两个发光强度较强的宽发射带。研究发现这两个发射带的相对强度依赖于激发波长的变化和Eu~(2+)离子的浓度。共掺杂Eu~(2+)离子和Mn~(2+)离子是一种能够有效增强Mn~(2+)离子红光发射强度的方法,这主要是由于Eu~(2+)离子和Mn~(2+)离子之间的能量传递。Eu~(2+)离子和Mn~(2+)离子共掺的CNPO荧光粉可通过能量传递过程和改变Mn~(2+)离子浓度实现可控发光。在制备的Bi~(3+)/Sm~(3+)/Dy~(3+)离子掺杂的Ca_3(BO_3)_2荧光粉中发现,该基质中Bi~(3+)离子具有一定的发光效果,而且发光强度受到掺杂浓度的影响。共掺杂稀土离子Sm~(3+)/Dy~(3+)含量的增加,使掺杂Bi~(3+)离子所处的晶体环境发生改变,导致发射光谱受到影响,从而也改变了其发光性能及发光颜色。探讨了一系列Ce~(3+)/Dy~(3+)掺杂的Ca_3(P_(1-x)B_xO_4)_2荧光粉。结果表明,由于B~(3+)离子含量的变化,荧光粉中β-Ca_3(PO_4)_2与Ca_5(PO_4)_3(OH)晶体存在转化共存现象,可以为掺杂稀土离子提供不同的局域环境,从而影响Ce~(3+)离子的发光性能。Ce~(3+)/Dy~(3+)共掺杂荧光粉中,随B~(3+)离子含量增加,Ca_(2.93)(P_(1-x)B_xO_4)_2:0.01 Ce~(3+),0.06 Dy~(3+)荧光粉发光强度发生改变,Ce~(3+)离子的发射峰红移。通过改变B~(3+)离子浓度和激发波长可以有效调控荧光粉发光性能。该荧光粉作为一种单组分白光发光荧光粉具有较大的实际应用潜力。
【学位授予单位】:齐鲁工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:O482.31;TQ422

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