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α粒子辐射对LED用荧光粉性能的影响

作 者: 钟章雄
导 师: 徐进章
学 校: 兰州大学
专 业: 核技术及应用
关键词: 发光材料 LED α粒子 辐射
分类号: TN104.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 27次
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内容摘要


随着研究的深入,稀土发光材料的应用越来越广泛,但稀土发光材料在使用过程中仍然存在着许多的问题,例如光纯度,亮度以及稳定性问题。近年来,在光纯度及亮度上已经取得了很大进步,但在发光材料的稳定性方面却还有着很多的困难。主要问题在于材料应用的范围很广,在各种极端的条件下都有在使用,但是对于不同的使用环境,发光材料的稳定性就表现出来了很大的差异。同种材料在不同的使用环境中往往会有不同的使用寿命,即出现不同程度的光衰和色坐标偏离。在此过程中,材料发生了劣化。目前发光材料的劣化主要分为热劣化和辐照劣化,对于热劣化机理及改进办法已有大量的研究,但对于辐照劣化却由于条件限制研究还很少。而且对辐照劣化的研究大多是真空紫外辐照的研究,对于带电粒子辐射和高能光子辐射的研究很少。针对这种情况,本文采用α源241Am和239Pu对两种LED用荧光粉进行了一系列辐照,然后对辐照前后样品性能进行对比分析,并发现α粒子辐照能在一定程度上改善荧光粉的发光性能。发光材料的发光的原因在于其晶体结构中有具有特殊外层电子结构的激活剂离子,加上周围特定的基质环境,二者决定了发光材料特殊的发光性能。带电粒子对发光材料的辐射,会造成射程范围内靶原子的电离,导致大量空穴和电子对出现,在晶体中产生各种缺陷包括核阻止产生的原子位移和粒子注入产生的库伦力导致原子位移。本文正是考察这一过程中对发光材料产生的微观和宏观影响,以及分析并提出改良思路和方向。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-26
  1.1 光致发光现象  9-14
    1.1.1 概述  9-10
    1.1.2 发光材料的激发波段与应用背景  10-14
  1.2 稀土发光材料  14-15
  1.3 稀土离子的发光理论  15-22
    1.3.1 稀土离子的能级与跃迁的基本原理  15-19
    1.3.2 能量传递理论  19-21
    1.3.3 荧光材料的色纯度  21-22
  1.4 辐照对发光材料的影响  22-24
    1.4.1 辐射的种类及与物质相互作用介绍  22-23
    1.4.2 应用发光材料受到的主要辐射  23
    1.4.3 辐射在材料表面改性的应用  23-24
  1.5 本文的选题意义和论文结构  24-26
    1.5.1 选题意义  24
    1.5.2 研究内容和方法  24-25
    1.5.3 论文结构  25-26
第二章 实验部分  26-34
  2.1 样品的制备  26-28
    2.1.1 主要试剂  26
    2.1.2 实验设备  26-27
    2.1.3 样品的制备方法  27-28
  2.2 样品的测试与表征  28-30
    2.2.1 X射线粉末衍射(XRD)  28-29
    2.2.2 荧光性能测试  29-30
  2.3 样品的辐照  30-34
    2.3.1 α源的活度测试与能量刻度  30-32
    2.3.2 辐照过程  32-34
第三章 α辐照BaMgAl_(10)O_(17):0.1Eu~(2+)及性能改变研究  34-47
  3.1 样品制备  34
  3.2 α粒子辐照  34-35
  3.3 性能测试  35-38
    3.3.1 真空紫外荧光测试  35-36
    3.3.2 X射线衍射测试(XRD)  36-37
    3.3.3 扫描电子显分析(SEM)  37-38
  3.4 结果分析  38-46
    3.4.1 BaMgAl_(10)O_(17):Eu~(2+)的晶体结构和发光性质  38-39
    3.4.2 α粒子与靶物质作用机理  39-40
    3.4.3 α粒子在BAM中的射程  40-41
    3.4.4 α粒子在BAM中的比电离及总电离  41-42
    3.4.5 α粒子在BAM中的损失分布  42-43
    3.4.6 BAM主峰451nm光强先增大后减小  43-45
    3.4.7 辐照后BAM出现Eu~(3+)特征峰  45-46
    3.4.8 辐照前BAM中铕离子发光效率并没有达到最优  46
  3.5 结论  46-47
第四章 α辐照Y_2O_3:Eu~(3+)及性能改变  47-60
  4.1 样品制备  47
  4.2 α辐照  47
  4.3 辐照前后性能测试  47-51
    4.3.1 真空紫外荧光测试  48-49
    4.3.2 紫外荧光测试  49-50
    4.3.3 X射线衍射测试(XRD)  50
    4.3.4 扫描电子显微分析(EM)  50-51
  4.4 结果分析  51-58
    4.4.1 Y_2O_3:Eu~(3+)晶体结构和发光特性  52
    4.4.2 α粒子辐照过程  52-54
    4.4.3 辐照后发射光谱变化趋势  54-58
  4.5 结论  58-60
第五章 结论与展望  60-62
  5.1 主要结论  60
  5.2 存在的主要问题  60-61
  5.3 研究展望  61-62
参考文献  62-65
致谢  65-66
附录Ⅰ-Ⅶ  66-74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 真空电子技术 > 一般性问题 > 电真空器件材料 > 显示材料
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