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白光LED用单一基质荧光粉的制备及性能研究
作 者: 李自强
导 师: 李志强
学 校: 河北大学
专 业: 光学工程
关键词: 单一基质 白光LED 能量传递 声子能量
分类号: O482.31
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
本文以适用于紫外激发的单一基质白色荧光粉为研究对象,利用高温固相法和水热法制备了磷酸盐、铟酸盐、锌酸盐、硅酸盐为基质的荧光材料。分别分析了样品的晶体结构,并通过改变激活剂和共激活剂的掺杂浓度等方式,对其发光性质进行了研究。主要内容如下:(1)采用高温固相法合成了KCaM(PO4)2:Dy3+(M=La, Y, Lu)系列荧光粉。分析了样品的晶体结构和发光性质。当用365nm光激发样品时,得到了KCaY(PO4)2:Dy3+材料的白光发射。并初步讨论了金属阳离子M的改变对Dy3-的晶体学格位的影响。(2)研究了Tb3+、Eu3+共激活的KCaY(PO4)2单一基质白色荧光粉材料的发光性质。样品在单掺Tb3+时,由于Tb3+交叉弛豫的存在,样品发射光的颜色会随着掺杂浓度的改变而从蓝绿光到黄绿光之间改变。此外,还研究了Tb3、Eu3+共掺样品的发光性质,结果表明样品粒子中存在Tb3+→Eu3+的能量传递过程,为单掺Tb3+时的样品加入了红光成分,实现了单一基质白光的发射。(3)制备了Eu3+激活的CaY2In6O13和Ba5Gd8Zn4021两种白色荧光粉。结果表明这两种基质的晶体声子能量都符合Eu3+高能级(5D1,2,3)跃迁发光的要求,分别研究了Eu3+掺杂浓度对两种样品发光性质的影响,发现在395nm光激发下,Eu3+浓度分别为0.01mol-1和0.005-0.02mol-1时,均获得了适合紫外芯片有效激发的白色荧光粉。(4)分别用Ce3+、Eu2+和Eu3+激活Ca4Y6Si6O25基质时,得到了很好的蓝色荧光粉、绿色荧光粉和红色荧光粉。通过调整这三种荧光粉适当比例的混合,可以得到很好的白色荧光粉。这种荧光粉避免了传统的三基色荧光粉因不同基质的光衰期不同所带来的影响。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第1章 绪论 10-14 1.1 白光LED简介 10 1.2 白光LED国内外研究现状 10-11 1.3 单色LED的发光机理 11 1.4 白光LED的实现技术 11-13 1.5 研究目的和内容 13-14 1.5.1 研究目的 13 1.5.2 研究内容 13-14 第2章 基本概念和原理 14-17 2.1 稀土荧光材料的种类 14 2.2 稀土离子光谱 14-15 2.3 XRD图谱 15 2.4 激发光谱和发射光谱 15 2.5 能量传递 15-16 2.6 CIE色坐标系统 16-17 第3章 KCaY(PO_4)_2:Dy~(3+)荧光粉的制备及发光性质 17-23 3.1 引言 17 3.2 实验方法 17-18 3.2.1 样品制备 17-18 3.2.2 仪器与样品的检测 18 3.3 实验结果与讨论 18-22 3.3.1 KCaM(PO_4)_2:Dy~(3+)(M=La,Y,Lu)的晶体结构 18-19 3.3.2 KCaM(PO_4)_2:Dy~(3+)的发光性质 19-20 3.3.3 KCaM(PO_4)_2:Dy~(3+)(M=La,Y,Lu)中金属阳离子M对荧光光谱的影响 20-22 3.3.4 KCaM(PO_4)_2:Dy~(3+)(M=La,Y,Lu)中金属阳离子M对晶体格位的影响 22 3.4 本章小结 22-23 第4章 双掺杂KCaY(PO_4)_2:Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉的制备和发光性质 23-30 4.1 引言 23 4.2 实验方法 23-24 4.2.1 样品制备 23-24 4.2.2 仪器与样品的检测 24 4.3 实验结果与讨论 24-29 4.3.1 KCaY(PO_4)_2:Tb~(3+),Eu~(3+)的晶体结构和形貌 24-25 4.3.2 KCaY(PO_4)_2:Tb~(3+)的发光性质 25-26 4.3.3 Tb~(3+)浓度对KCaY(PO_4)_2:Tb~(3+)发射光谱的影响 26-27 4.3.4 KCaY(PO_4)_2:Eu~(3+)的发光性质 27-28 4.3.5 KCaY(PO_4)_2:Tb~(3+),Eu~(3+)系列样品的发光性质 28-29 4.4 本章小结 29-30 第5章 Eu~(3+)单掺杂荧光粉的制备和发光性质 30-39 5.1 引言 30-31 5.2 实验方法 31 5.2.1 样品制备 31 5.2.2 仪器与样品的检测 31 5.3 实验结果与讨论 31-38 5.3.1 样品的晶体结构和红外振动谱 31-33 5.3.2 BaY_2In_6O_(13):Eu~(3+)的激发光谱和发射光谱 33-34 5.3.3 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Eu~(3+)的激发光谱和发射光谱 34-35 5.3.4 Eu~(3+)浓度的变化对BaY_2In_6O_(13):Eu~(3+)光谱和色坐标的影响 35-37 5.3.5 Eu~(3+)浓度的变化对Ba5_Gd_8Zn_4O_(21):Eu~(3+)光谱和色坐标的影响 37-38 5.4 本章小结 38-39 第6章 Ca_4Y_6Si_6O_(25)三基色荧光粉的制备及发光性质 39-44 6.1 引言 39 6.2 实验方法 39-40 6.2.1 样品制备 39 6.2.2 仪器与样品的检测 39-40 6.3 实验结果与讨论 40-43 6.3.1 Ca_4Y_6Si_6O_(25)的晶体结构 40 6.3.2 Ca_4Y_6Si_6O_(25):Ce~(3+)的激发光谱和发射光谱 40-41 6.3.3 Ca_4Y_6Si_6O_(25):Eu~(2+)的激发光谱和发射光谱 41-42 6.3.4 Ca_4Y_6Si_6O_(25):Eu~(3+)的激发光谱和发射光谱 42 6.3.5 混合三基色荧光粉的发射光谱和发光色坐标 42-43 6.4 本章小结 43-44 第7章 结论 44-45 参考文献 45-49 致谢 49-50 攻读硕士期间发表的学术论文 50
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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 固体物理学 > 固体性质 > 光学性质 > 发光学
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