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白光LED用多钼酸盐红色荧光材料的发光性能研究

作　者: 席翠省
导　师: 王瑞芬；石士考
学　校: 河北师范大学
专　业: 无机化学
关键词: 钼酸盐 Eu3+ 发光 固相反应
分类号: O614
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 182次
引　用: 2次
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内容摘要


白光发光二极管（White light emitting diode,简称WLED）是一种新型的固态照明,具有高效节能、寿命超长、绿色环保且体积小、响应快、结构简单等优点,被誉为二十一世纪的绿色光源。目前实现白光LED的最有效方法就是荧光体转换。但所开发的白光LED用红色荧光粉的发光效率较低,不能满足要求,因此需要研制新型高效的白光LED用红色荧光材料。本文采用传统的高温固相法,以钼酸盐为基质材料,掺杂稀土Eu3+离子制备了多种可被近紫外光有效激发的红色荧光粉:碱金属阳离子Li+、K+掺杂的Na5Eu（MoO4）4体系;含氧酸根阴离子（PO4）3-、（SO4）2-、（ClO3）-掺杂的Na5Eu（MoO4）4并在此基础上考虑电价平衡掺杂,在体系中引入Li+离子、Cl-离子; LiGd(1-xEux（MoO4）2体系和LiGd0.6-xYxEu0.4（MoO4）2体系。并研究了反应条件和掺杂浓度对各体系样品的结构和发光性能的影响。为分析不同掺杂离子、不同电荷补偿掺杂和不同基质对样品的晶体结构和荧光性能的影响,对样品进行了X -射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、激发和发射光谱等表征。XRD结果表明所得不同离子掺杂Na5Eu（MoO4）4体系的样品均属于四方晶系的类白钨矿（Scheelite - like）结构。不同离子掺杂的LiGd（MoO4）2体系的样品均为四方晶系的白钨矿（Scheelite）结构。两个体系样品的空间群均为I41/a。SEM照片显示采取有效掺杂有助于改善样品的结晶效果,修饰样品的形貌。在395 nm近紫外光激发下,所有样品Eu3+的5D0 - 7F2（615 nm）跃迁发射的红光强度均高于商用红粉Y2O2S: Eu3+的发射强度。本文关于不同掺杂离子,不同基质掺杂对稀土Eu3+离子激活的钼酸盐的晶体结构和发光性能进行了基础性研究,可为白光LED用新型红色发光材料的设计开发提供有价值的理论基础。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 白光LED 的研究进展和发展前景  8-9
  1.2 白光LED 的主要实现方法  9-10
  1.3 稀土Eu~(3+)离子掺杂钨、钼酸盐红色荧光粉的相关研究  10-12
  1.4 本课题的研究目的、内容和意义  12-13
第二章 实验部分  13-16
  2.1 试剂和仪器  13-14
    2.1.1 试剂  13
    2.1.2 仪器  13-14
  2.2 实验的制备流程  14-15
    2.2.1 Na_(5-x)M_xEu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的制备  14
    2.2.2 阴离子(PO_4)~(3-)，(SO_4)~(2-)，(ClO_3)~-掺杂的Na_5Eu(MoO_4)_4 的制备  14
    2.2.3 Na_5Eu(MoO_4)_4: (PO_4)~(3-), Li~+; Na_5Eu(MoO_4)_4: (ClO_3)~-, Cl~-的制备  14-15
    2.2.4 LiGd(MoO_4)_2: Eu~(3+)系列荧光粉的制备  15
    2.2.5 LiGd_(0.6)Eu_(0.4)(MoO_4)_2: Y~(3+)的制备过程  15
  2.3 样品的测试与表征  15-16
    2.3.1 样品的结构表征  15
    2.3.2 样品的形貌分析  15
    2.3.3 样品的荧光性能表征  15-16
第三章 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的结构和光学性能的研究  16-23
  3.1 引言  16
  3.2 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的结构分析  16-18
    3.2.1 Na_(5-x)Li_xEu(MoO_4)_4 的XRD 结果  16-17
    3.2.2 Na_(5-x)K_xEu(MoO_4)_4 的XRD 结果  17-18
  3.3 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的形貌分析  18-19
  3.4 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的光学性能  19-22
    3.4.1 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的激发光谱图  19-20
    3.4.2 (Na, M)_5Eu(MoO_4)_4 [M = Li, K]的发射光谱图  20-22
  3.5 本章小结  22-23
第四章 含氧酸根阴离子对Na_5Eu(MoO_4)_4结构和光学性能的影响  23-39
  4.1 引言  23
  4.2 (PO_4)~(3-)掺杂Na_5Eu(MoO_4)_4 红色荧光粉的结构和光学性能的分析  23-30
    4.2.1 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(PO_4)_x 的XRD 结果  23-25
    4.2.2 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(PO_4)_x 的荧光光谱  25-27
    4.2.3 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(PO_4)_xLi_x 的XRD 结果  27-28
    4.2.4 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(PO_4)_xLi_x 发射光谱图  28-30
  4.3 (SO_4)~(2-)掺杂Na_5Eu(MoO_4)_4 红色荧光粉的结构和光学性能的分析  30-33
    4.3.1 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(SO_4)_x 的XRD 结果  30
    4.3.2 (SO_4)~(2-)掺杂的Na_5Eu(MoO_4)_4 的荧光光谱  30-33
  4.4 (ClO_3)~-掺杂Na_5Eu(MoO_4)_4 红色荧光粉的结构和光学性能的分析  33-38
    4.4.1 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(ClO_3)_x 的XRD 结果  33-34
    4.4.2 Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(ClO_3)_x 的荧光光谱  34-35
    4.4.3 Cl~-掺杂的Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(ClO_3)_x 的XRD 结果  35
    4.4.4 Cl~-掺杂的Na_5Eu(MoO_4)_(4-x)(ClO_3)_x 的荧光光谱  35-38
  4.5 本章小结  38-39
第五章 LiGd(MoO_4)_2: Eu~(3+)荧光体的结构和荧光性能  39-45
  5.1 前言  39
  5.2 LiGd(MoO_4)_2: Eu~(3+) 的XRD 结果  39-41
  5.3 LiGd(MoO_4)_2: Eu~(3+)的荧光光谱的分析  41-44
    5.3.1 反应条件对LiGd(MoO_4)_2: Eu~(3+) 荧光性能的影响  41-42
    5.3.2 LiGd_(1-x)Eu_x(MoO_4)_2 荧光粉的激发光谱  42-43
    5.3.3 LiGd_(1-x)Eu_x(MoO_4)_2 荧光粉的发射光谱  43-44
  5.4 本章小结  44-45
第六章 Y~(3+)掺杂对LiGd_(0.6)Eu_(0.4)(MoO_4)_2荧光体性能的影响  45-50
  6.1 引言  45
  6.2 LiGd_(0.6-x)Y_xEu_(0.4)(MoO_4)_2 的XRD 结构分析  45-46
  6.3 LiGd_(0.6-x)Y_xEu_(0.4)(MoO_4)_2 的形貌分析  46-47
  6.4 LiGd_(0.6-x)Y_xEu_(0.4)(MoO_4)_2 荧光光谱分析  47-48
  6.5 本章小结  48-50
第七章 结论  50-52
参考文献  52-57
致谢  57-58
攻读学位期间的科研成果  58

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 金属元素及其化合物
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