【正文】 不相同 [14]。待樣品研磨很均勻后置入已經(jīng)清洗干凈的剛玉坩堝內(nèi)，并蓋上蓋子，在高溫箱式爐內(nèi)燒結(jié)。掃描 范圍 為 20～ 65176。以上所有測量全部在室溫下進(jìn)行。位于 614 nm附近的紅光發(fā)射歸屬于 Eu3+的 5D0→ 7F2電偶極躍遷，而位于 590 nm附近的橙色發(fā)射歸屬于 Eu3+的 5D0→ 7F1磁偶極 躍遷。此圖沒有顯示出寬吸收帶， 皆為 350 nm—550 nm范圍內(nèi)的窄峰，而窄峰均來源于 Eu3+的 4f6電子躍遷吸收，分別對應(yīng)于 7F0→ 5D4(362 nm)， 7F0→ 5L7 (383 nm)， 7F0→ 5L6 (394 nm)， 7F0→ 5D2 (465 nm)的電子躍遷。圖中隨著 Eu3+的濃度由 1%變到 24%時， 590 nm和 614 nm 峰值均先增大后減小，但猝滅濃度不同。 樣品的濃度淬滅曲線與熒光壽命分析 圖 45 KNaCa2(PO4)2:Eu3+的熒光壽命曲線圖 當(dāng) 樣品 被一束光激發(fā)后 ， 該物質(zhì)的分子吸收能量后從基態(tài)躍遷到某一激發(fā)態(tài)上 ， 再以輻射躍遷的形式發(fā)出熒光回到基態(tài) 。 而當(dāng)激發(fā)波長為 393 nm，發(fā)射波長為 614 nm 時 ，熒光壽命從 0 開始到 20 為止，此樣品的熒光壽命為 ms，表明粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間較短，發(fā)光效率相對較高。由上圖可見， lg(I/x)與 lgx 的比值在 Eu3+濃度大于淬滅點后基本呈線性，其斜率大概為 。 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 26 樣品的色坐標(biāo)與分析 表 1 Eu3+含量從 1%至 24%在 CIE 圖中對應(yīng)坐標(biāo) 及 Tc 值 Eu3+(%) X Y Tc 圖 47 不同 Eu3+ 濃度摻雜 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的 CIE 色度圖 圖 47 給出了不同 Eu3+含量對于發(fā)射光譜在 CIE 色度圖中的位置的影響，從上圖可以看出，隨著 Eu3+含量的增加，發(fā)射光從黃光逐漸過度過紅光，表 1 給出了 Eu3+含量從 1 %至 24 %在 CIE 圖中對應(yīng)坐標(biāo)及 Tc 值 。 本章小節(jié) 通過對發(fā)射譜的分析，可以得出在高能量的紫外光 (393 nm) 激發(fā)下， 樣品KNaCa2(PO4)2:Eu3+發(fā)射的 是紅 光。 其中以 Eu3+濃度為 8 %時得到的 (PO4)2:Eu3+譜線特性最好。 隨著工藝和技術(shù)的不斷發(fā)展， LED 必然能從生產(chǎn)上得到很大的改進(jìn)，這樣使生產(chǎn)成本降低，對 LED 普及有很好的作用。 感謝伴隨我學(xué)習(xí)的各門任課老師，是你們教會了我各種知識，教我如何更加有效地獲取各種知識，這對論文的完成起到了至關(guān)的作用。并對其結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光特性進(jìn)行了仔細(xì)研究。由于在近紫外光下具有良好的激發(fā)光 譜，Ca10XNa(PO4)7:xEu3+熒光粉作為紅色熒光粉在近紫外白色芯片為基礎(chǔ)的發(fā)光二極管中具有潛在的應(yīng)用價值。為了改 WLED 的 特性 ，另一種 已提議的 方法 是將 三基色熒光粉 與 紫外 /近紫外芯片相結(jié)合， 它 具有多種優(yōu)勢，如色坐標(biāo) 與色溫的 靈活性， 能 簡化制造過程，以及高 Ra 值 [56] 。因此，高效 且 穩(wěn)定的紅色熒光粉可以通過紫外 NUV 芯片 取得且可用于 WLED 的發(fā)展 。 樣品的發(fā)光光譜表明在紫外區(qū)存在廣而深的電荷轉(zhuǎn)移 帶 (CT)。根據(jù) Ca10?xNa(PO4)7:xEu3+(x = ， ， ， ， ， 和 )這種化合物的化學(xué)計量比進(jìn)行配比，通過用瑪瑙研缽和杵研進(jìn)行研磨。激發(fā)和發(fā)射光譜使用日立公司的 F7000 熒光光譜儀進(jìn)行測定并配備 450 W 氙氣燈 (工作電壓 400 V，掃描速度 240176。 。所有的測量均在室溫下進(jìn)行。在 爐室內(nèi)將最終樣品降低至室溫得到最終樣品，煤粉作進(jìn)一步測量。 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 38 2 實 驗 本實驗所需要的 Ca10Na(PO4)7:Eu3+熒光粉 通過高溫固相法制得。 磷酸鹽是一種出色的發(fā)光材料，因為它具有燒結(jié)溫度低，發(fā)光效率高以及很高 的穩(wěn)定性 [11]。然而， Y2O2S:Eu3+ 紅色熒光粉的 效率 大概不到 藍(lán)色和綠色熒光粉 的八分之一， 從而限制了 基于 WLED 芯片的 NUV 的能源效率的提高。目前，商業(yè) 上獲得白光 的方法是 結(jié)合黃色的熒光粉 (YAG:Ce3+)與 藍(lán) 色芯片 (~460 nm)[13]。在 9 mol%濃度附近觀察 Eu3+得到最大的發(fā)光強(qiáng)度。 感謝一直以來關(guān)注著我的父母和一直給我 支持的同學(xué) ，是你們在精神和物質(zhì)上給予的鼓勵和支持，讓我得以順利完成學(xué)業(yè)。感謝我的導(dǎo)師楊志平教授在選題等方面給予的建議和幫助。 測量了 Eu3+離子的時間分辨光譜，熒光壽命約為 ms。 5 結(jié)論 本文采用了高溫固相法制備了 KNaCa2(PO4)2: Eu3+熒光粉，得到 了樣品的 相關(guān)圖形和數(shù)據(jù)。相比于目前商 用的紅色熒光粉河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 27 Y2O2S:Eu3+(， )， KNaCa2(PO4)2: Eu3+更接近于 NTSC(National Television System Committee)的紅色標(biāo)準(zhǔn)值 (x=， y=) [17]。這樣就可以說在 KNaCa2(PO4)2: Eu3+中，使發(fā)光中心 Eu3+產(chǎn)生濃度淬滅的能量傳遞方式是電偶極 電偶極的方式進(jìn)行交互作用。一般隨著離子濃度的逐漸增大，發(fā)光體的發(fā)光強(qiáng)度是先增大然后開始降低，到一定濃度時發(fā)光消失。它表示粒子在激發(fā)態(tài)存在的平均時間 ，熒光壽命是反應(yīng)物質(zhì)光物理或光化學(xué) 過程特性的重要參數(shù)，它的測量是一種重要的光譜技術(shù) [16]。 當(dāng) Eu3+濃度改變時，激活離子濃度很高，有可能兩個或更多激活離子共處與同一個晶胞中，使該晶胞內(nèi)的對稱性有所增加，不對稱晶體場力有所減少， 這樣會導(dǎo)致濃度猝滅。主激發(fā)峰位于 394 nm，匹配于 InGaN管芯，具有一定應(yīng)用價值。由上圖還可以看出： 5D0→ 7F2的電偶極躍遷為該體系中的最強(qiáng)躍遷，說明 Eu3+主要占據(jù)晶格的非反演對稱中心位置。KNaCa2(PO4)2晶體屬于六角晶系 ， 晶格常數(shù) a=b= nm， c= nm。采用日本 Hitachi F4600 熒光分光光度計測量材料的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜 (激發(fā)源為 150 W 氙燈，分辨率為 nm)。 樣品的測定 采用 TD3500 型衍射儀 (輻射源為 Cu 靶 Kα1線，電壓 30 kV，電流 20 mA， λ= nm，掃描速度為 8176。 樣品制備 根據(jù)所設(shè)計的化學(xué)計量比確定各 組 成分的含量，用電子天平稱量樣品，稱量時注意保證各樣品的 精確 度，不能摻雜其他不同的樣品，同時注意保持稱量時條件的穩(wěn)定。 從熒光力學(xué)原理來講，當(dāng)激活離子濃度很高時，有可能兩個或更多激活離子共處與同一個晶胞中，使該晶胞內(nèi)的對稱性有所增加，不對稱晶體場力有所減少。 濃度淬滅的大致原因為隨 著稀土離子的摩爾濃度的增大，發(fā)光中心的數(shù)量增加，使得電子陷阱中的電子上升到導(dǎo)帶的電子碰撞和離化發(fā)光中心或與發(fā)光中心復(fù)合的幾率也增加，使發(fā)光亮度增加。但因為在高溫時有氣氛的反應(yīng)，對設(shè)備要求較高。溶膠 凝膠法制備的熒光粉團(tuán)聚嚴(yán)重、形貌不規(guī)則、使用性能差；水熱合成法易含雜相、亮度低；噴霧熱解法工藝復(fù)雜、設(shè)備要求高、不易實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)；燃燒法純度和發(fā)光性能較低。 Eu3+的 5D0→ 7F2躍遷的發(fā)射波長在 620 nm 左右，屬于電偶極躍遷。 Eu3+的發(fā)光機(jī)理 稀土金屬 Eu 的外層電子結(jié)構(gòu)為 5P66s24f75d2，由于其特殊的結(jié)構(gòu)， Eu3+摻雜的材料對藍(lán)色 LED 的藍(lán)光發(fā)射有很好的吸收，而且在紫外激發(fā)下也有很高的量子效率，有較強(qiáng)的吸收，能產(chǎn)生高強(qiáng)度的紅色發(fā)射峰，有著非常高的轉(zhuǎn)換效率，在 395 nm 的近紫外光照射時會激發(fā)出更多的紅色 光。 具體到稀土離子因躍遷回基態(tài)而發(fā)光有倆種結(jié)果，一是躍遷時以光輻射現(xiàn)象釋放能量，二是以放熱方式回到基態(tài)，此為非光輻射方式。稀土 發(fā)光 是由 稀土 4f 組態(tài) 電子 在 不同 能級 間躍出而產(chǎn)生的，因 激發(fā) 方式不同，發(fā)光可區(qū)分為 光致發(fā)光 ， 放射性發(fā)光 等。 白光 LED 作為第四代照明光 源，在各國政府和企業(yè)的大力支持下，已經(jīng)取得了很好的成績，隨著器件結(jié)構(gòu)的進(jìn)步、熒光粉轉(zhuǎn)換效率的提高，使得 LED 照明光源引起了照明領(lǐng)域的廣泛的關(guān)注，功率型 LED 白光技術(shù)將更能適應(yīng)普通照明的需要，只要 LED 產(chǎn)業(yè)能持續(xù)這一開發(fā)方向，則 LED 固體照明在未來 5 至 10 年內(nèi)將會取得重大的市場突破。白光 LED最接近日光，更能較好地反映照射物體的真實顏色，所以從技術(shù)角度看，白光 LED無疑是 LED 最尖端的技術(shù)。在軍事上還可作為野戰(zhàn)、潛水、航天航空所需的特種固體光源。并且在電腦、手持掌上電子產(chǎn)品及汽車、飛機(jī)儀表盤等眾多領(lǐng)域也可以看到白光 LED 的身影。但是由于價格方面的原因，白光 LED 僅僅應(yīng)用于一些特殊照明領(lǐng)域，離一般的照明還有一段距離。以發(fā)展的眼光來看，多量子阱型是未來的發(fā)展趨勢。但這種方法供電系統(tǒng)復(fù)雜，安裝結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，顏色空間頒布不均勻，成本較高。同時，由于是采用了紫外光源，有可能會產(chǎn)生紫外污染。最早的白光 LED 樣品是 1996 年 Nichia 公司運(yùn)用 GaNLED 發(fā)出的藍(lán)光激勵黃色熒光粉，通過光的復(fù)合得到的；第二類將多種光轉(zhuǎn)換材料涂在以 GaN 基紫外 LED 芯片上，如圖 11(b)所示，用 LED 發(fā)出的紫外光激發(fā)熒光材料，產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三種光，從而復(fù)合得到白光發(fā)射，這樣獲得的白光的顯色性好。 白光 LED 的 實現(xiàn) 白光是一種復(fù)合光，要得到白光 LED，就必須讓幾種顏色進(jìn)行空間混合。 然而，這種結(jié)合存在不足之處 ： 該體系的白光發(fā)射由藍(lán)光和黃光復(fù)合而成，由于缺乏紅光而導(dǎo)致顯色性較差 。 美國 Strategies Unlimited公司調(diào)查結(jié)果表明，自 1995至 20xx年，高亮度及白光 LED產(chǎn)值增長幾十倍，年復(fù)合成長率超過 40%， 20xx年總產(chǎn)值達(dá)到 37億美元．其應(yīng)用范圍從傳統(tǒng)的戶內(nèi)顯示應(yīng)用擴(kuò)太到各種戶外應(yīng)用，如手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的 LED閃光燈、車用尾燈、剎車燈、紅綠燈，以及特殊照明等，白光 LED占整個市場的 50%左右，有著最大的應(yīng)用市場。 hightemperature solid state method。隨后測量了 Eu3+離子的時間分辨光譜，熒光壽命約為 ms。 指導(dǎo)教師評語 成績（四級記分制）： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日 裝 訂 線 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計 ） 12 評閱教師評語 成績（四級記分制）： 評閱教師（簽名）： 年 月 日 論文答辯小組意見 成績（四級記分制）： 組長（簽名）： 年 月 日 院答辯委員會審核意見 總評成績（四級記分制）： 主任（簽名）： 年 月 日 白光 LED 用發(fā)光材料 KNaCa2(PO4)2:Eu3+的制備和性能研究 摘 要 本文首先簡述了白光 LED 的產(chǎn)生背景 與當(dāng)今的應(yīng)用和發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并隨后引出本文所要研究的重點方向，配制一種具有潛在商用價值的紅色熒光粉。 河北大學(xué)工商學(xué)院本科 生 畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱書及成績評定表 姓 名 耿寧 專業(yè) 年級 光信息科學(xué)與技術(shù) 20xx 級 論文（設(shè)計）題目 白光 LED 用發(fā)光材料 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的制備和性能究 論文內(nèi)容提要 本論文首先介紹了白光 LED 的發(fā)展背景以及現(xiàn)狀，繼而引出需要研究的問題和方向，配制白光 LED 用發(fā)光材料紅色熒光粉 KNaCa2(PO4)2: Eu3+。 30 27︱ 30 21 ︱ 27 18︱ 21 18分以下 學(xué)術(shù)水平 論文（設(shè)計）有獨到的見解，富有新意，或?qū)δ承﹩栴}有較深刻的分析，有較高的學(xué)術(shù)水平或較大的實用價值。 15 13 ︱ 15 10 ︱ 13 9 ︱ 10 9 分以下 寫作規(guī)范 結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、文字通順，圖表清楚，符合《河北大學(xué)工商學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）撰寫規(guī)范》的基本要求。 10 9 ︱ 10 7 ︱ 9 6 ︱ 7 6 分以下 文獻(xiàn)檢索、 閱讀 文獻(xiàn)查閱、翻譯、閱讀能力強(qiáng)，歸納總結(jié)本領(lǐng)域有關(guān)科學(xué)成果，有完整的文獻(xiàn)綜述報告（不少于 1000 字）。 10 9 ︱ 10 7 ︱