YAG-Ge3+熒光粉的制備及發(fā)光性能.pdf

1、白光LED具有能耗低、亮度高、工作電壓低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于照明、指示及顯示領(lǐng)域。白光LED是由藍(lán)光LED芯片((In，Ga)N)和顏色轉(zhuǎn)換層(YAG：Ce3+熒光粉均勻分散在環(huán)氧樹脂等基質(zhì)中)兩部分組成的?；诨パa(bǔ)的兩種發(fā)射光混合形成適于照明應(yīng)用的白色光源的原理，(In，Ga)N藍(lán)色LEDs發(fā)出的部分藍(lán)光被顏色轉(zhuǎn)換層吸收而發(fā)出黃光與剩余藍(lán)光混合形成白色光源。稀土鈰離子摻雜釔鋁石榴石熒光粉(YAG：Ce3+)具有很高的發(fā)光效率

2、和化學(xué)穩(wěn)定性，所以被廣泛應(yīng)用于真空紫外、等離子平板顯示、固體激光器以及白光LED等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。
　　 論文中全面介紹了YAG：Ce3+發(fā)光材料的發(fā)展概況、發(fā)光機(jī)理以及常用的制備技術(shù)，同時(shí)還提出了一種制備YAG：Ce3+發(fā)光材料的新的簡(jiǎn)單方法--直接蒸發(fā)燒結(jié)法(簡(jiǎn)稱：DESM)。
　　 本文分別采用溶劑熱法和直接蒸發(fā)燒結(jié)法(DESM)制備YAG：Ce3+熒光粉。研究了這兩種制備方法的后處理溫度對(duì)YAG：Ce3+熒光粉結(jié)晶

3、性能、表面形貌、發(fā)光性能等的影響。同時(shí)還對(duì)YAG：Ce3+熒光粉發(fā)光性能的溫度依賴性、熒光壽命、量子效率等有更深入的研究，彌補(bǔ)了現(xiàn)有文獻(xiàn)資料對(duì)YAG：Ce3+熒光粉低溫發(fā)光性能研究數(shù)據(jù)的不足?？偨Y(jié)如下：
　　 溶劑熱法合成YAG：Ce3+熒光粉的成相燒結(jié)溫度大約在900℃，1000℃時(shí)得到Y(jié)AG純相，粉體顆粒形貌是不規(guī)則的球形，顆粒尺寸大約35 nm。樣品的光致發(fā)光光譜顯示出YAG：Ce3+熒光粉的激發(fā)光譜中有兩個(gè)很強(qiáng)的激發(fā)峰，

4、分別為340 nm和460 nm。發(fā)射光譜是一個(gè)很寬的發(fā)射帶(500-700 nm)，峰值波長(zhǎng)為540 nm。
　　 與溶劑熱法制備YAG：Ce3+熒光粉相比，DESM法更有優(yōu)勢(shì)。首先，DESM法的合成路徑更簡(jiǎn)單，反應(yīng)物不需要離心、水洗、醇洗等處理過(guò)程。如此，便避免了由于這些處理過(guò)程可能帶來(lái)的產(chǎn)物流失或者引入新的雜質(zhì)元素等問(wèn)題。其次，DESM法的燒成溫度更低。從XRD分析結(jié)果可知，溶劑熱法燒成的YAG：Ce3+熒光粉的純相形成溫

5、度為1000℃左右，且顆粒形貌不是很規(guī)則的球形。而DESM法制備YAG：Ce3+熒光粉的純相形成溫度僅為850℃，而且顆粒形貌是很規(guī)則的球形，顆粒平均尺寸為30 nm。量子效率方面，同是純相的YAG：Ce3+熒光粉，DESM法制備的樣品量子效率比溶劑熱法合成的產(chǎn)品高9個(gè)百分點(diǎn)左右。另外，溶劑熱法需要在高壓釜內(nèi)進(jìn)行，而DESM法在大氣環(huán)境中即可進(jìn)行反應(yīng)，且不需要昂貴的高溫(>1000℃)燒結(jié)爐，因此DESM法更安全，成本更低。
　　

6、 YAG：Ce3+熒光粉發(fā)光的溫度依賴性研究結(jié)果顯示，其發(fā)光性能會(huì)受燒結(jié)溫度和環(huán)境溫度影響。隨著燒結(jié)溫度的提高，YAG：Ce3+熒光粉的雜相含量降低、結(jié)晶性能提高；表面形貌逐步趨于圓球形；發(fā)光強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)；量子效率有效提高。從低溫光譜可知，在較低環(huán)境溫度下，可以明顯看到發(fā)射峰是由兩個(gè)峰值很接近的發(fā)射峰組成的，分別對(duì)應(yīng)Ce3+的兩個(gè)能級(jí)發(fā)射，即5d1→2F5/2和5d1→2F7/2。而且隨著溫度的升高，發(fā)射峰變寬，兩個(gè)發(fā)射峰的重疊部分逐