藍(lán)光激發(fā)的深紅光及近紅外光發(fā)射材料的研究.pdf

1、本論文針對藍(lán)光激發(fā)的深紅光發(fā)射材料工藝過程復(fù)雜，顆粒難以納米化和發(fā)射強(qiáng)度低及藍(lán)光激發(fā)的近紅外光發(fā)射材料的激發(fā)范圍窄，近紅外發(fā)射強(qiáng)度低和應(yīng)用范圍窄等問題，分別采用常溫液相法短時間內(nèi)制備了K2SiF6:Mn4+和K2SnF6:Mn4+納米紅色熒光粉，以及采用高溫固相法制備了YAG:Ce,Cr,Yb近紅外發(fā)射材料。本論文制得的深紅光發(fā)射材料和近紅外發(fā)射材料，相對于傳統(tǒng)的材料來說，性能提升了很多，應(yīng)用范圍也擴(kuò)寬了。
　　本文第二章主要研究

2、了通過常溫液相法短時間內(nèi)分別成功合成了K2SiF6:Mn4+和K2SnF6:Mn4+納米紅色熒光粉。經(jīng)過XRD測試可知，兩者均為純相，且兩種熒光粉形貌可調(diào)，粒徑分布均勻，具有優(yōu)異的發(fā)光性能，良好穩(wěn)定性以及廣泛應(yīng)用。首先，調(diào)節(jié)不同影響因素，即KOH/油酸質(zhì)量比，不同表面活性劑，SiO2球/KMnO4摩爾比或 SnO2/KMnO4摩爾比和反應(yīng)時間。當(dāng)KOH/油酸的質(zhì)量比從0.5:1到2.5:1變化時，K2SiF6:Mn4+樣品從粒徑為1~2

3、μm顆粒變?yōu)殚L為10μm，寬為100nm納米棒，K2SnF6:Mn4+樣品從粒徑為1μm變?yōu)殚L為4μm，寬為200nm納米棒。當(dāng)SiO2球/KMnO4摩爾比從1:0.5變化為1:50時，K2SiF6:Mn4+樣品從長為200nm，寬為70 nm納米棒變?yōu)榱綖?~2μm顆粒，而SnO2/KMnO4摩爾比從1:1.5變化為1:40，K2SnF6:Mn4+樣品從長為100nm，寬為50nm納米棒變?yōu)榱綖?μm顆粒。K2SiF6:Mn4+樣

4、品隨反應(yīng)時間增加，納米棒長度逐漸增加。其次，在性能上，當(dāng)KOH/油酸的質(zhì)量比為2.5:1，SiO2球/KMnO4摩爾比為1:10，反應(yīng)時間為30min時，K2SiF6:Mn4+樣品具有最佳發(fā)光特性。當(dāng)KOH/油酸質(zhì)量比為2.5:1，SnO2/KMnO4摩爾比為1:5，反應(yīng)時間為30min時，K2SnF6:Mn4+樣品具有最好的性能。最后，通過與體相材料和其他納米熒光粉相比，K2SiF6:Mn4+和K2SnF6:Mn4+納米熒光粉都展示了

5、優(yōu)異的發(fā)光性能，良好穩(wěn)定性和廣泛應(yīng)用。而K2SiF6:Mn4+與K2SnF6:Mn4+納米熒光粉對比，可知本研究所合成的K2SnF6:Mn4+納米材料在發(fā)光性能上優(yōu)于K2SiF6:Mn4+納米材料，在熒光穩(wěn)定性上優(yōu)于K2SiF6:Mn4+納米材料，在應(yīng)用范圍上也寬于K2SiF6:Mn4+納米材料，也是一種值得研究的發(fā)光材料。
　　本論文第三章主要研究了采用高溫固相法合成了Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb近紅外發(fā)射熒光粉。經(jīng)過XR

6、D測試可知，不同摻雜的樣品均能與Y3Al5O12原始晶體的結(jié)構(gòu)相匹配，且所制備的Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb熒光粉激發(fā)光譜范圍寬（300nm~750nm），發(fā)射了1035nm的近紅外發(fā)射，其發(fā)射強(qiáng)度優(yōu)于其他發(fā)光材料，應(yīng)用范圍也寬于其他近紅外發(fā)射材料。當(dāng)Yb摻雜濃度為5％，Cr最佳濃度為0.5%和Ce最佳濃度為6%時，Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb的近紅外發(fā)射強(qiáng)度最優(yōu)，性能最佳。同時，我們也討論了能量傳遞，Cr3+和Ce3+離子

7、分別吸收能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，然而處于激發(fā)態(tài)的電子非常不穩(wěn)定，返回到基態(tài)，發(fā)射可見光，轉(zhuǎn)移部分能量到Y(jié)b3+離子，使Yb3+離子從基態(tài)2F7/2能級躍遷到了激發(fā)態(tài)2F5/2能級，從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)而發(fā)射了近紅外光。因此，Cr3+離子和Ce3+離子與Yb3+之間存在一定的能量傳遞。Y3Al5O12:Cr,Ce,Yb熒光粉用于太陽能電池上，可以轉(zhuǎn)換較多的太陽光，降低損耗，提高效率，有效利用太陽光。其短路電流密度（Jsc）對比于空白太陽能