兩種新型硅酸鹽熒光材料的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、作為新一代的照明光源，白光發(fā)光二極管(light emitting diodes，LED)由于具有較高的效率、較長的使用壽命、低能耗等優(yōu)良性能，受到了人們的廣泛關(guān)注。目前熒光轉(zhuǎn)化型白光 LED(簡稱 pc-LED)是應(yīng)用最廣泛的獲得白光的途徑，其中熒光材料作為pc-LED的重要組成部分，成為目前的研究熱點。目前pc-LED獲得白光的方式主要有藍(lán)光芯片復(fù)合YAG:Ce3+黃色熒光粉和(近)紫外芯片復(fù)合紅、綠藍(lán)三基色熒光粉兩種方案。而硅酸鹽

2、由于其較好的化學(xué)與熱穩(wěn)定性，簡單的合成工藝，廉價的原料可以作為優(yōu)良的熒光材料基質(zhì)。本論文選取了兩種硅酸鹽作為熒光材料的基質(zhì)，系統(tǒng)的研究了它們的結(jié)構(gòu)信息以及發(fā)光性能。主要內(nèi)容如下:
　　第一部分：通過高溫固相法，制備了Eu3+,Tb3+,Ce3+摻雜的ZnO-Y2Si2O7(YZO)。發(fā)現(xiàn)由于等比例 ZnO的加入使得 Y2Si2O7(YSO)發(fā)生了相變。相對于 YSO。Eu3+,Tb3+和Ce3+摻雜的YZO的發(fā)光強度有了較大的提高

3、。其中YZO:0.75Eu3+的發(fā)射強度可達(dá)商用熒光粉Y2O3：Eu3+的40％。并利用Eu3+作為結(jié)構(gòu)探針，根據(jù)“Judd- Ofelt”理論，通過比較Eu3+摻雜的YZO和YSO的發(fā)射光譜發(fā)現(xiàn)Eu3+在YSO和YZO中占據(jù)著反演對稱和非對稱的格位，處于完全不同的晶體場環(huán)境。同時通過比較YZO和YSO對Ce3+的光譜的影響，同樣得到了類似的結(jié)論。
　　第二部分：通過高溫固相法，制備了一種全新的硅酸鹽無機化合物MgGd4Si3O1

4、3，通過結(jié)構(gòu)精修，確定了這種新的化合物的晶體結(jié)構(gòu)。通過分析未摻雜的MgGd4Si3O13的光譜性質(zhì)，討論了基質(zhì)中存在的兩種缺陷能級。由于Ce3+由于在基質(zhì)中占據(jù)不同的格位，從而在不同的激發(fā)波長下得到顏色可調(diào)的發(fā)射光譜。制備了MgGd4Si3O13:0.08Ce3+,xTb3+(0≦ x≦0.7)系列樣品，通過結(jié)構(gòu)精修，討論了 Ce3+,Tb3+共摻時的占位情況，通過分析光譜，討論了占據(jù)兩種格位的Ce3+對 Tb3+的能量傳遞現(xiàn)象。在29

5、8 nm和340 nm的激發(fā)下。MgGd4Si3O13:0.08Ce3+,0.7Tb3+的發(fā)射強度相對于單摻Tb3+的樣品提高了約5.43％和99％，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)Tb3+的濃度，可以實現(xiàn)MgGd4Si3O13:0.08Ce3+,xTb3+(0≦x≦0.7)系列樣品從藍(lán)光到綠光的顏色可調(diào)。測試了MgGd4Si3O13:0.08Ce3+,0.7Tb3+樣品在陰極射線激發(fā)下的各項性能參數(shù)，發(fā)現(xiàn)其具有良好的導(dǎo)電性以及在陰極射線持續(xù)照射下的穩(wěn)定性