白光LED用氮氧化物熒光粉的制備及性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本文主要采用固相反應法合成Eu2+離子摻雜的MSi2O2N2(M=Ca、Sr、Ba)氮氧化物熒光粉;采用濕化學法合成Ce3+、Mn2+離子共摻雜的MgYSi2O5N氮氧化物熒光粉。系統(tǒng)討論離子摻雜濃度、熱處理工藝、熒光粉基質(zhì)材料以及助熔劑等對熒光粉性能的影響,并對氮氧化物熒光粉的發(fā)光機理進行初步探討,最后,對氮氧化物熒光粉在白光LED領域的應用進行初步探索。
   首先,采用固相反應法制備黃綠發(fā)射MSi2O2N2:Eu2+(M=

2、Ca、Sr、Ba)熒光粉。結(jié)果表明,CaSi2O2N2:Eu2+熒光粉在1400℃保溫5h,Eu離子取代量為5mol%,助熔劑H3BO3含量為2.00wt%時,獲得最優(yōu)的發(fā)光強度;SrSi2O2N2:Eu2+熒光粉在1420℃保溫6h,Eu離子取代量為4mol%,助熔劑H3B03含量為1.50wt%時,獲得最優(yōu)的發(fā)光強度;BaSi2O2N2:Eu2+熒光粉在1430℃保溫10h,Eu離子取代量為6mol%,助熔劑BaF2含量為2.00w

3、t%時,獲得最優(yōu)的發(fā)光強度。MSi2O2N2:Eu2+(M=Ca、sr、Ba)熒光粉中,激發(fā)與發(fā)射來源于Eu2+的4f'7(←→)4f'65d1能級躍遷,隨著堿土離子半徑的減小,發(fā)射波長從492nm紅移至541nm,激發(fā)波長范圍基本一致,從280nm延伸至420nm,在405nm激光源激發(fā)下仍可得到較強的發(fā)射光。采用軟件Chormaticity Coordinates計算CaSi2O2N2:Eu2+、SrSi2O2N2:Eu2+和BaS

4、i2O2N2:Eu2+的色坐標分別約為(0.27,0.66)、(0.26,0.68)和(0.08,0.42)。
   然后,采用濕化學法制備紅藍發(fā)射MgYSi2O5N:Ce3+,Mn2+熒光粉。固定Ce3+取代量為0.5mol%,隨著Mn2+取代量的增加,激發(fā)光譜強度先增大后減小,這可能是Mn2+取代量較小時,阻隔Ce3+離子之間能量傳遞,導致ce3+離子濃度猝滅的作用減弱,使激光光譜強度增大;當Mn2+取代量大于0.20時,激

5、發(fā)光譜強度下降,這可能是Mn2+濃度太大,成為雜質(zhì)相,影響Ce3+的吸收。在370nm~450nm的藍光波段發(fā)射強度隨著Mn2+取代量的增加逐漸降低,而600nm~700nm的紅光波段發(fā)射強度則逐漸增加,明顯地,這是敏化劑Ce3+對激活劑Mn2+的能量傳遞不斷增加所致。固定Mn2+取代量為25mol%,隨著Ce3+取代量的增加,激發(fā)與發(fā)射光譜的峰強度均先增大后減小,紅光波段和藍光波段發(fā)射峰強度比例基本不變,這可能是Ce3+取代量較小時,

6、Mn2+離子濃度相對較高,敏化劑Ce3+吸收的能量能充分的傳遞給激活劑Mn2+離子,而當Ce3+濃度大于0.5mol%時,因為熒光濃度猝滅作用,導致激發(fā)與發(fā)射峰強度下降。比較濕化學法與高溫固相反應法制備的熒光粉的熒光性能。在相同熱處理條件下,濕化學法制備的熒光粉激發(fā)與發(fā)射光譜強度比固相反應法制備的熒光粉高5倍,與熱處理溫度高60℃的固相法制備的熒光粉相比,其發(fā)光強度仍略高。
   最后,本論文還從晶體結(jié)構(gòu)、能帶理論、熒光光譜方面

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