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白光LED用蓝色荧光粉NaxK1-xSrPO4：Re (Re=Eu2+,Tb3+)的制备及发光性质的研究

作　者: 边璐璐
导　师: 张昕彤
学　校: 东北师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 白光LED 蓝色荧光粉 磷酸盐 二价铕发光中心 能量传递 阴极射线发光
分类号: O482.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


近紫外光/紫光芯片组合三基色荧光粉可构成兼具高发光效率和高显色性白光LED,在照明和显示领域有广泛应用。针对近紫外光/紫光芯片对蓝色荧光粉性能的要求,本文用高温固相法合成了适合其激发的NaxK1-xSrPO4:Re (Re=Eu2+, Tb3+)蓝色荧光粉,通过对晶体结构、X射线衍射图谱、SEM图、光致发光的发光光谱和激发光谱以及阴极射线发光的分析,研究了NaxK1-xSrPO4:Re (Re=Eu2+, Tb3+)的发光性质以及Na+离子和Tb3+离子的加入对NaxK1-xSrPO4: Eu2+发光性质的影响。NaxK1-xSrPO4: Eu2+的光致发光性质研究表明,NaxK1-xSrPO4:Eu2+可被近紫外光/紫光有效激发,随Na+离子掺杂浓度的增加,激发谱带带边逐渐红移。NaxK1-xSrPO4:Eu2+有两个发光峰,分别在435 nm和490 nm附近。随Na+离子掺杂浓度的增加两个发光峰红移,并且435nm附近的发光峰发光强度减弱,490nm附近的发光峰位的发光强度变强,发光逐渐由深蓝色转变为蓝绿色。显微阴极射线发光图像分析也表明随Na+离子掺入的增多荧光粉颗粒发光中490nm发射峰贡献逐渐增强,并且所有荧光粉颗粒均呈现均匀发光。上述结果说明Na+离子能均匀替代KSrPO4基质晶格中的K+离子,由于Na+更小的离子半径增强了其近邻Eu2+的5d能级的晶体场劈裂,导致发光峰位的红移。进一步向Na0.6K0.4SrPO4:Eu2+中引入Tb3+第二激活剂后在光谱绿区观察到了Tb3+离子的特征发射峰,分别对应5D4→7F6、5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3跃迁。随Tb3+浓度增大,Eu2+发射强度降低,而Tb3+发光增强。综合发光和激发光谱验证了在Na0.6K0.4SrPO4:Eu2+, Tb3+中Eu2+和Tb3+之间存在能量传递过程。综上表明NaxK1-xSrPO4:Re (Re=Eu2+, Tb3+)是一种很有前途的白光LED用蓝色荧光粉,此外其优异的阴极射线发光性质表明NaxK1-xSrPO4:Eu2+在场致发光领域也有潜在应用价值。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 引言  9-11
  1.2 白光LED 的原理、构成方式与应用领域  11-14
    1.2.1 LED 原理及构成方式  11-12
    1.2.2 白光LED 的实现方法  12-13
    1.2.3 白光LED 的优点和应用领域应用  13-14
  1.3 白光LED 用荧光粉概述  14-19
    1.3.1 荧光粉的组成与发光原理  14-17
    1.3.2 白光LED 用荧光粉简介  17-18
    1.3.3 白光LED 用荧光粉的制备方法  18-19
  1.4 论文选题依据与研究目标  19-21
    1.4.1 论文选题依据  19-20
    1.4.2 论文研究对象  20
    1.4.3 论文研究方法和内容  20-21
第2章 实 验  21-25
  2.1 实验原料及实验仪器设备  21-22
    2.1.1 实验原料  21
    2.1.2 实验仪器和设备  21-22
  2.2 样品制备  22
  2.3 样品表征  22-25
    2.3.1 X 射线衍射  22
    2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）  22
    2.3.3 光致激发光谱  22-23
    2.3.4 光致发射光谱  23
    2.3.5 阴极射线发光光谱  23-24
    2.3.6 CIE 色度坐标  24-25
第3章 Na_xSr_(1-x)PO_4:Eu~(2+)发光性质的研究  25-40
  3.1 Na_xK_(1-x)SrPO_4:Eu~(2+)发光性质的研究  25-35
    3.1.1 Na_xK_(1-x)SrPO_4:Eu~(2+)的结构与形貌表征  25-27
    3.1.2 Na_xK_(1-x)SrPO_4:Eu~(2+)光致发光性质的研究  27-32
    3.1.3 Na_xK_(1-x)SrPO_4:Eu~(2+)阴极射线发光性质的研究  32-34
    3.1.4 小结  34-35
  3.2 Eu~(2+)离子在Na_xK_(1-x)SrPO_4晶格中替换位置的研究  35-37
    3.2.1 X 射线衍射  35-36
    3.2.2 发射光谱  36-37
    3.2.3 小结  37
  3.3 Eu~(2+)的掺杂浓度对Na_(0.6)K_(0.4)SrPO_4:Eu~(2+)发光强度的影响  37-40
    3.3.1 Na_(0.6)K_(0.4)Sr_(1-x)PO_4:Eu~(2+)x的X 射线衍射  38
    3.3.2 Na_(0.6)K_(0.4)Sr_(1-x)PO_4:Eu~(2+)x的发射光谱  38-39
    3.3.3 小结  39-40
第4章 Na_xK_(1-x)SrPO_4:Eu~(2+), Tb~(3+)发光性质的研究  40-44
  4.1 引言  40
  4.2 结果与讨论  40-43
    4.2.1 Na_(0.6)K_(0.4)Sr~(0.995-x)PO_4:Eu~(2+)0.005, Tb~(3+)x的X 射线衍射  40-41
    4.2.2 Na_(0.6)K_(0.4)Sr~(0.995-x)PO_4:Eu~(2+)0.005, Tb~(3+)x的发射光谱  41-42
    4.2.3 Eu~(2+)和Tb~(3+)之间的能量传递  42-43
  4.3 小结  43-44
第5章 结论  44-46
参考文献  46-53
致谢  53

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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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