利用稀土硅氮化物優(yōu)化傳統(tǒng)熒光粉.pdf

1、在能源危機(jī)和節(jié)能減排的雙重壓力下，降低照明能源的消耗已經(jīng)成為當(dāng)下的一個研究熱點(diǎn)。隨著第一支高效藍(lán)色發(fā)光二極管的出現(xiàn)，由于其具有低能耗和無汞的環(huán)境友好性等特點(diǎn)，使白光LED照明技術(shù)逐漸成為一種發(fā)展趨勢，成為有望替代傳統(tǒng)照明白熾燈和熒光燈的下一代綠色光源。因此LED用發(fā)光材料的研究對于當(dāng)今能源危機(jī)問題的解決具有極其重要的意義。
　　稀土離子摻雜材料對照明器件至關(guān)重要，它廣泛應(yīng)用于固態(tài)激光器，固態(tài)照明以及LED器件等，可極大地提高設(shè)備的

2、性能。近些年對于稀土離子摻雜或稀土離子基質(zhì)材料的研究熱度一直不減。研發(fā)具有高量子效率和發(fā)光效率以及優(yōu)異的顏色飽和度的新型熒光材料或者采用新方法新途徑優(yōu)化傳統(tǒng)熒光粉則具有比較大的吸引力。特別是有目的地調(diào)節(jié)和優(yōu)化熒光粉的發(fā)光性能，使之更能滿足于新的應(yīng)用需求。
　　本論文共分為4章，第一章主要介紹熒光粉的相關(guān)研究背景，包括發(fā)光的定義以及熒光粉的發(fā)光原理。緊接著列舉了合成白光LED的幾種方式。重點(diǎn)介紹了LED用的主要熒光粉體系，并且著重介

3、紹了本論文工作所研究的LuAG熒光粉和G-La2Si2O7熒光粉的結(jié)構(gòu)。本章最后給出了本論文研究目的和主要研究內(nèi)容。
　　第二章介紹了對傳統(tǒng)Si-N摻雜方法的改進(jìn)，采用稀土硅氮化物為原料，利用傳統(tǒng)高溫固相反應(yīng)法制備了LuAG熒光粉，優(yōu)化了LuAG熒光粉的熒光性能。利用XRD、SEM、激發(fā)和發(fā)射光譜和余輝衰減曲線等測試手段，分析了熒光粉的物相、形貌及熒光性能。傳統(tǒng)的Si-N摻雜，通常是使用反應(yīng)活性較低的Si3N4作為摻雜的原料，利用

4、Si-N鍵部分取代LuAG晶格中的Al-O鍵，但是由于摻雜的不均勻性，會降低熒光粉的發(fā)光性能。而稀土硅氮化物CeSi3N5中的強(qiáng)共價性的Ce-N鍵及Si-N鍵提高了合成過程中與N3-離子配位的Ce3+離子的數(shù)量，N3-離子趨向于進(jìn)入發(fā)光離子近鄰配位，實(shí)現(xiàn)Si-N鍵在晶格中的均勻分布，進(jìn)而使熒光粉的發(fā)射光譜紅移。該方法合成的Si-N共摻的LuAG∶ Ce熒光粉具有較寬的發(fā)光光譜和較好的發(fā)光性能。并且在測試的過程中觀察到了余輝現(xiàn)象，說明該方

5、法可以有效改善鋁酸鹽熒光材料的熒光性能并增強(qiáng)余輝性能。
　　第三章介紹了G-La2Si2O7∶ Eu2+硅酸鹽熒光粉的優(yōu)化合成。對于La2Si2O7體系的摻雜研究大多數(shù)是三價稀土離子的摻雜，如Ce3+離子和Eu3+離子，而Eu2+離子摻雜研究較少，但Eu2+離子的寬激發(fā)峰以及可調(diào)的發(fā)射，適合用于制備白光LED。我們先合成銪的硅氮化物Eu2Si5N8，再以此作為Eu摻雜源，制備了G-La2Si2O7∶Eu2+熒光粉，在302 nm的