用于白光LED的含Si-N共價(jià)鍵熒光體的制備與光譜性質(zhì).pdf

1、隨著能源危機(jī)的提前到來(lái)，低碳經(jīng)濟(jì)成為當(dāng)今發(fā)展的主流，而作為綠色光源的白光LED成為人們廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)。隨著大功率白光LED對(duì)熒光粉提出的新要求，含有Si-N共價(jià)鍵的熒光體以其優(yōu)良的性能，如良好的熱穩(wěn)定性等，日益成為白光LED用新型高效的熒光材料。本文將圍繞這類(lèi)白光LED用含Si-N共價(jià)鍵的熒光體展開(kāi)研究，重點(diǎn)研究了離子共摻雜對(duì)含Si-N共價(jià)鍵熒光體的熒光增強(qiáng)作用，引入Si-N共價(jià)鍵后熒光粉光色特性的改變，含Si-N共價(jià)鍵熒光體的探索性制

2、備以及一些熒光粉的熱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，獲得的主要成果如下：
　　 ⑴成功制備了白光LED用含Si-N共價(jià)鍵的SrSi2O2N2：Eu2+綠色熒光粉，制備的這類(lèi)熒光粉樣品可以被300～460 nm的紫外光(UV)至可見(jiàn)光有效地激發(fā)，發(fā)射峰是538nm左右的單一寬譜綠光發(fā)射，隨著Eu2+摻雜濃度的增大，發(fā)射峰值逐漸增大，發(fā)射峰位逐漸紅移。對(duì)此熒光粉共摻雜Mn2+后成功實(shí)現(xiàn)樣品的熒光發(fā)射增強(qiáng)，發(fā)射峰值的強(qiáng)度提高到原來(lái)的364％。其增強(qiáng)機(jī)理是

3、：Eu2+、Mn2+的發(fā)射在530 nm附近產(chǎn)生了重疊。對(duì)此熒光粉共摻雜Pr3+后同樣成功實(shí)現(xiàn)了樣品的熒光發(fā)射增強(qiáng)，發(fā)射峰值的強(qiáng)度提高到原來(lái)的268％。其增強(qiáng)機(jī)理是：Pr3+進(jìn)入SrSi2O2N2基質(zhì)晶格中引入的兩種缺陷(取代位缺陷和空位缺陷)導(dǎo)致了基質(zhì)晶體對(duì)稱(chēng)性和晶體場(chǎng)的改變，從而引起Eu2+躍遷概率的增強(qiáng)。另外對(duì)這種熒光粉固溶Ba2+后成功實(shí)現(xiàn)樣品發(fā)射峰位的紅移。
　　 ⑵將Si-N共價(jià)鍵引入SrAl2Si2O8的晶格時(shí)，成

4、功調(diào)節(jié)了這種熒光粉的光譜性質(zhì)和色度學(xué)特性。隨著Si-N共價(jià)鍵含量的增加，出現(xiàn)了Eu2+藍(lán)光發(fā)射帶紅移和展寬以及Mn2+黃光發(fā)射帶的增強(qiáng)現(xiàn)象，成功實(shí)現(xiàn)了SrAl2Si2O8：Eu2+，Mn2+熒光粉白光發(fā)射的優(yōu)化，得到的白光色坐標(biāo)為：0.287，0.227，顯色指數(shù)為78.3，色溫8739 K。其作用基理是：Si-N鍵引入后，Eu2+5d激發(fā)態(tài)重心的下降導(dǎo)致了藍(lán)光發(fā)射帶的紅移；晶體場(chǎng)劈裂能的變強(qiáng)導(dǎo)致了Eu2+躍遷發(fā)射的展寬；Eu2+和Mn

5、2+之間能量傳遞效率的提高導(dǎo)致了Mn2+黃光發(fā)射帶相對(duì)發(fā)射強(qiáng)度的增強(qiáng)。
　　 ⑶對(duì)白光LED用含Si-N共價(jià)鍵的紅色熒光粉Ca2Si5N8：Eu2+的制備進(jìn)行探索性的研究，從而制備出含有Ca2Si5N8主相，Si3N4次相的熒光粉樣品。365 nm激發(fā)下，樣品發(fā)出450 nm和600 nm兩種發(fā)射，分別由Eu2+在Si3N4和Ca2Si5N8中的躍遷發(fā)射引起。樣品的發(fā)射和激發(fā)光譜強(qiáng)度隨著Eu2+摻雜濃度x的增大而增大，當(dāng)x=0.