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硼酸盐和氯硅酸盐荧光粉的制备与性能研究

作　者: 赵方亮
导　师: 杨志平
学　校: 河北大学
专　业: 光学工程
关键词: 白光LED 荧光粉 高温固相法 氯硅酸盐
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文以适合近紫外LED激发的荧光材料为研究对象,采用高温固相法合成了几种很有应用前景的LED用荧光材料。利用X射线粉末衍射(XRD)探索了合成材料的晶体结构。通过改变激活剂和共激活剂的掺杂浓度,借助于激发谱、发射谱、光度计等手段对材料的发光性能进行了详细的研究。结果如下：合成了绿色荧光粉Sr3B2O6:Tb3+,Li+,分析了碱土金属离子Li+作为电荷补偿剂对样品发光性能的影响,发现加入电荷补偿剂可以很大程度提高样品的发光亮度。制备了新型的CaBa2(BO3)2:Eu2+绿色荧光粉,其激发主峰值位于400nm,与近紫外LED管芯(350-410nm)匹配；当Eu2+浓度为0.02时,发光性能最好,Eu2+含量较大时,Eu2+之间共振能量传递增强,发生浓度猝灭现象。合成了Ca2Si03Cl2:Eu3+,Li+红色荧光粉,其激发主峰值与近紫外管芯(350-410nm)匹配；分析了碱土金属离子Li+作为电荷补偿剂及Eu3+含量对样品发光性能的影响。研究了Eu2+,Mn2+共激活的单一基质Ca10(Si2O7)3Cl2白色发光材料的发光性质。Eu2+中心形成峰值分别为426nm,523nm的特征宽带,而Eu2+中心向Mn2+中心的能量传递导致了峰值为585nm的发射,三个谱带叠加从而在单一基质中得到了白光；其激发光谱分布在250—450nm的波长范围,可以被InGaN管芯产生的350—410nm辐射有效激发。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 白光LED研究意义  10
  1.2 白光LED的发展历程及现状  10-12
  1.3 目前白光LED待解决的问题及应对措施  12
  1.4 本课题的研究目的  12-13
  1.5 研究内容和创新点  13-14
第2章 发光材料的合成与相关的基本概念  14-21
  2.1 光致发光和电致发光  14
  2.2 掺杂和发光中心  14-15
  2.3 稀土离子的发光  15
  2.4 LED用发光材料的要求  15-16
  2.5 白光LED用荧光粉的分类  16-17
  2.6 白光LED的基本原理和光能转换  17-19
  2.7 LED的种类  19
  2.8 高温固相法制备荧光粉  19-21
第3章 绿色荧光粉Sr_3B_2O_6:Tb~(3+),Li~+的制备与发光特性研究  21-26
  3.1 引言  21
  3.2 实验部分  21-22
    3.2.1 试剂与样品的合成  21
    3.2.2 仪器与样品的检测  21-22
  3.3 实验结果与分析  22-25
    3.3.1 样品的XRD分析  22
    3.3.2 样品的激发光谱和发射光谱  22-23
    3.3.3 掺杂离子浓度和电荷补偿剂对样品发光强度的影响  23-25
  3.4 本章小结  25-26
第4章 白光LED用绿色荧光粉CaBa_2(BO_3)_2:Eu~(2+)的发光性质  26-30
  4.1 引言  26
  4.2 实验部分  26-27
    4.2.1 试剂与样品的合成  26
    4.2.2 仪器与样品的检测  26-27
  4.3 结果与讨论  27-29
    4.3.1 CaBa_2(BO_3)_2:Eu~(2+)样品的XRD分析  27
    4.3.2 CaBa_2(BO_3)_2:Eu~(2+)样品的发射光谱和激发光谱  27-28
    4.3.3 掺杂离子浓度对CaBa_2(BO_3)_2:Eu~(2+)发光强度的影响  28-29
    4.3.4 H_3BO_3用量对样品发光强度的影响  29
  4.4 本章小结  29-30
第5章 红色荧光粉Ca_2SiO_3Cl_2:Eu~(3+),Li~+的制备与发光特性研究  30-34
  5.1 引言  30
  5.2 实验部分  30-31
    5.2.1 试剂与样品的合成  30
    5.2.2 仪器与样品的检测  30-31
  5.3 实验结果与分析  31-33
    5.3.1 Ca_2SiO_3Cl_2:Eu~(3+),Li~+的XRD分析  31
    5.3.2 Ca_2SiO_3Cl_2:Eu~(3+),Li~+的激发光谱和发射光谱  31-32
    5.3.3 掺杂离子浓度对样品发光强度的影响  32-33
  5.4 本章小结  33-34
第6章 Eu~(2+),Mn~(2+)在Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2中的发光及Eu~(2+)→Mn~(2+)能量传递  34-39
  6.1 引言  34
  6.2 实验部分  34-35
    6.2.1 试剂与样品的合成  34
    6.2.2 仪器与样品的检测  34-35
  6.3 结果与讨论  35-38
    6.3.1 Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:Eu~(2+),Mn~(2+)的晶体结构  35
    6.3.2 单掺杂Mn~(2+)的Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:yMn~(2+)体系的发光性质  35-36
    6.3.3 单掺杂Eu~(2+)的Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:xEu~(2+)体系的发光性质  36
    6.3.4 Eu~(2+),Mn~(2+)共掺杂的Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:xEu~(2+),yMn~(2+)体系的发光性质  36-37
    6.3.5 Eu~(2+),Mn~(2+)比例不同对Ca_(10)(Si_2O_7)_3Cl_2:xEu~(2+),yMn~(2+)发光的影响  37-38
  6.4 本章小结  38-39
结束语  39-40
参考文献  40-44
攻读硕士期间发表的学术论文  44-45
致谢  45

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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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