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白光LED用磷酸盐和铟酸盐荧光粉的制备与发光特性

作　者: 刘海燕
导　师: 杨志平
学　校: 河北大学
专　业: 光学工程
关键词: LED 荧光粉 发光性质
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本文制备了几种适合近紫外光LED芯片激发的荧光粉。探索了最佳合成条件以及杂质的最佳浓度,分析了样品的晶体结构,研究了样品的发光性质。主要内容如下：(1)利用高温固相法合成了荧光粉SrZnP2O7：Tb3+,并研究了样品的发光性质。发射光谱由六个发射峰组成,分别位于420nm,442nm,492nm,545nm,584nm和620nm,对应于Tb3+的5D3→7F5,5D3→7F4,5D4→7F6,5D4→7F5,5D4→7F4和5D4→7F3的特征发射。激发光谱为从350到400nm的宽带,适合UVLED激发。研究了Tb3+掺杂浓度和电荷补偿剂Li+,Na+and K+对发光强度的影响,当Tb3+的最佳掺杂浓度是10%,电荷补偿剂为Li+时,样品的发光强度最大。SrZnP2O7：Tb3+有潜力作为适用于白光LED的绿色荧光粉。(2)利用高温固相法合成了红色荧光粉SrZnP2O7：Eu3+,并研究了样品的发光性质。样品的最强激发峰位于400nm,适合UVLED激发。在365nm激发下的发射光谱由位于591nm和597nm(5D0→7F1),616nm、624nm和629nm(5D0→7F2),656nm(5D0→7F3)及688mn(5D0→7F4)四组线状峰构成,为典型Eu3+的跃迁发射。研究了发光强度随Eu3+浓度变化情况,随着Eu3+浓度的增加未发现浓度猝灭现象,但存在猝灭趋势。并验证了Bi3+对Eu3+的敏化作用,讨论了Bi3+与Eu3+之间的能量传递。(3)利用燃烧法合成了Srln2O4：Sm3+红色荧光粉,并研究了其发光性质。发射光谱由位于红橙区的3个主要荧光发射峰组成,峰值分别位于568、606利660nm,对应了Sm3+的4G5/2→6H5/2、4G5/2→6H7/2、和4G5/2→6H9/2特征跃迁发射,其中606nm的发射最强。激发峰分别位于323、413和476nm,说明该荧光粉既可以被紫外光LED芯片激发,又可以被蓝光LED芯片激发。研究了Sm3+浓度变化对样品发光强度的影响,当Sm3+的浓度为1.5%时,样品的发光强度最大。该荧光粉由许多微小的晶粒组成,晶粒的平均直径小于500nm。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 白光LED的研究意义  11-12
  1.2 白光LED的基本原理  12-13
  1.3 白光LED面临的问题  13-14
  1.4 本文的研究目的和创新点  14-15
    1.4.1 研究目的  14
    1.4.2 研究内容  14
    1.4.3 创新点  14-15
第2章 关于发光的基本概念和荧光粉的合成方法  15-23
  2.1 基本概念  15-19
    2.1.1 发光的定义  15
    2.1.2 发光过程  15-16
    2.1.3 发射光谱和激发光谱  16
    2.1.4 色温和相关色温  16-17
    2.1.5 显色性和显色指数  17
    2.1.6 光通量和发光强度  17
    2.1.7 发光效率  17
    2.1.8 发光材料  17-18
    2.1.9 稀土元素的发光  18-19
  2.2 荧光粉的合成方法  19-23
    2.2.1 高温固相法  19
    2.2.2 溶胶-凝胶法  19-20
    2.2.3 共沉淀法  20
    2.2.4 燃烧法  20-21
    2.2.5 微波法  21
    2.2.6 水热法  21
    2.2.7 高分子网络凝胶法  21-22
    2.2.8 表面扩散法  22-23
第3章 白光LED用SrZnP_2O_7:Tb~(3+)荧光粉的性质  23-27
  3.1 实验方法  23
    3.1.1 样品的制备  23
    3.1.2 样品的测定  23
  3.2 样品的XRD图像  23-24
  3.3 样品的发光特性  24-26
    3.3.1 样品的发射光谱和激发光谱  24
    3.3.2 Tb~(3+)浓度的变化对样品发光强度的影响  24-25
    3.3.3 不同电荷补偿剂对样品发光强度的影响  25-26
  3.4 结论  26-27
第4章 Eu~(3+)在SrZnP_2O_7的发光性能和Eu~(3+)、Bi~(3+)间的能量传递  27-32
  4.1 实验方法  27
    4.1.1 样品的制备  27
    4.1.2 样品的测定  27
  4.2 晶体结构  27-28
  4.3 SrZnP_2O_7:Eu~(3+)的激发光谱和发射光谱  28-29
  4.4 掺杂离子浓度对SrZnP_2O_7:Eu~(3+)发光强度的影响  29
  4.5 Bi~(3+)对Eu~(3+)的敏化作用  29-30
  4.6 结论  30-32
第5章 SrIn_2O_4:Sm~(3+)红色荧光粉发光性能的研究  32-36
  5.1 实验方法  32
    5.1.1 样品的制备  32
    5.1.2 样品的测定  32
  5.2 晶体结构  32-33
    5.2.1 样品的XRD图像  32-33
    5.2.2 样品的SEM图像  33
  5.3 样品的发光特性  33-35
    5.3.1 样品的发射光谱和激发光谱  33-34
    5.3.2 Sm~(3+)浓度的变化对样品发光强度的影响  34-35
  5.4 结论  35-36
结束语  36-37
参考文献  37-41
攻读硕士期间发表的学术论文  41-42
致谢  42

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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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