【正文】 不同 Mn2+含量和 固定含量 Eu2+的 : Eu2+,yMn2+熒光粉的發(fā)射光譜（ 激發(fā)），由 487nm 和 590nm 處峰強(qiáng)的變化趨勢(shì)，可以看出：隨著 Mn2+濃度的增加， Eu2+的藍(lán)綠光的發(fā)射強(qiáng)度逐漸降低，而 Mn2+的紅光強(qiáng)度則增強(qiáng)，這是由于 Eu2+—Mn2+之間的能量傳遞引起的， Mn2+吸收了一部分 Eu2+發(fā)射的能量，并且隨著 Mn2+含量的增加，吸收的能量也隨之增加，造成 。 由曲線 4 可見，單 摻 Mn2+的 ： Mn2+熒光粉沒有形成特征發(fā)射。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 結(jié)果與討論 25 0 10 20 30 40 50 60 70 80 902 θ /℃JCPDS480210BaCaSiO4BCZS:2+,2+ 圖 :+,+熒光粉的 XRD 圖譜 Fig XRD patterns of :xEu2+,yMn2+ . 2SiO4:+,+熒光粉的發(fā)光性能 Mn2+的摻雜使得發(fā)射光譜增加了 590nm 左右的紅光，且藍(lán)光部分強(qiáng)度 減弱 。 x= 時(shí)樣品發(fā)射峰強(qiáng)度大于 :+的發(fā)射峰強(qiáng)度 。 圖 為 :+(x=~)在 365nm紫外光激發(fā)下的發(fā)射光譜。 圖 顯示，制備的熒光粉的激發(fā)光譜均是波長(zhǎng)范圍在320~450nm 的寬譜波帶，加 Zn2+后激發(fā)譜帶變寬，尤其是 330~420nm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)。 176。本實(shí)驗(yàn)采用 PMS50型紫外 可見 近紅外分析系統(tǒng)測(cè)試樣品的光色參數(shù)。 熒光光譜測(cè)試 熒光光譜主要包括激發(fā)光譜和發(fā)射光譜兩部分。每種晶體都有自己特有的晶格結(jié)構(gòu)，所以發(fā)生衍射的角度和強(qiáng)度各不相同，用記錄儀記錄樣品發(fā)生衍射的角度和強(qiáng)度，即可繪出 X 射線圖譜，結(jié)合 X 射線的標(biāo)準(zhǔn) JCPDS 卡片，即可進(jìn)行物相和結(jié)構(gòu)分析。 7．升溫至 1000℃ 保持 小時(shí)，自動(dòng)降至室溫。 3．將帶有無水乙醇微干的藥品研缽放入真空干燥箱中干燥半小時(shí)。 實(shí)驗(yàn)過程 本實(shí)驗(yàn)利用高溫固相法制備 :+,+,xRe3+熒光粉。 這種方法是比較常用的，也已形成工業(yè)化生產(chǎn)，雖然這種方法存在著不足，但這種方法制備出來的產(chǎn)品比其他方法合成的產(chǎn)品在發(fā)光性能指標(biāo)上有著很大的優(yōu)勢(shì)。這種方法是制備無機(jī)固體材料的傳統(tǒng)方法，也是最常用的方法。 4. 確定了 Eu2+ 和 Mn2+ 的最 佳 濃度 配比 后 ， 在 : Eu2+,+,zRe3+(Re=Dy,Sm,Gd,La)熒光粉中 摻雜 不同 種類 的 敏化劑離子，尋求最佳的敏化劑離子濃度。 SiO4:xEu2+藍(lán)綠色熒光粉。 (4) 具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，在較高溫度下 (200℃ )仍保持較高的 發(fā)射強(qiáng)度和量子效率，并且具有較強(qiáng)的抗紫外輻射性和較長(zhǎng)的使用壽命。因此，尋找新的熒光粉和研究改善熒光粉的方法，特別是開發(fā) nUVUV激發(fā)的白光 LED 用納米熒光粉是當(dāng)前和今后研究的重點(diǎn)。 表 CIE 規(guī)定的實(shí)驗(yàn)色序號(hào)及對(duì)應(yīng)的顏色 Table Experimental color order and related color defined by CIE CIE 序號(hào)(i) 晝光下看到的顏色 CIE 序號(hào) (i) 晝光下看到的顏色 1 亮灰紅色 9 濃紅色 2 暗灰紅色 10 濃黃色 3 濃黃綠色 11 濃綠色 4 中等程度的淺黃 綠色 12 濃藍(lán)色 5 亮的淺藍(lán) 綠色 13 亮的淺黃色 粉紅色(人膚色 ) 6 淺藍(lán)色 14 中等程度的橄欖綠色 7 淺紫色 15 樹葉色 8 亮淺紅 紫色 表 為顯示指數(shù)等級(jí)和適合的應(yīng)用場(chǎng)所，以 100 為最高。當(dāng)光源光譜中很少或缺乏物體在基準(zhǔn)光源下所反射的主波時(shí)，會(huì)使顏色產(chǎn)生明顯的色差。 在以實(shí)用化的照明光源中，只有白熾燈具有的發(fā)光光譜和黑體的光譜分布最接近，而其他的照明光源的發(fā)光光譜和黑體的光譜不一致，有些相差較大，但兩者的發(fā)光顏色卻相近。最純正的白光色坐標(biāo)為 (， )。 將所有顏色標(biāo)注于同一個(gè)坐標(biāo)系中就構(gòu)成了色度圖。 3. 色坐標(biāo) 發(fā)光材料的光色常常用色坐標(biāo)來表示，知道了光譜分布后，可以根據(jù)儀器的常數(shù)和 CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)藥品的色度數(shù)據(jù)，計(jì)算出色度坐標(biāo)，從而來調(diào)節(jié)所需的發(fā)光顏色。發(fā)射光譜的形狀 主要 是由發(fā)光中心決定的， 稀土離子（如 Eu2+）、過渡金屬離子（如 Mn2+）和其它的一些重金屬離子等都可以是發(fā)光中心。 激發(fā)光沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 13 譜反映 的是 不同波長(zhǎng)的光 對(duì) 激發(fā)材料的效果 ，一般的資料上常常會(huì)注明監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)，這指的就是該熒光粉的發(fā)光波長(zhǎng)。 Li 等 [42] 成 功合 成 了 三基 色 白 光熒 光 粉Ca4Y6(SiO4)6O:Ce3+/Mn2+/Tb3+，在波長(zhǎng) 284nm 或 358nm 激發(fā)下，都能發(fā)出紅、綠、藍(lán)三種顏色的光，且在驅(qū)動(dòng)電壓 ，電流 90mA 條件下，色坐標(biāo) CIE(， )白光熒光粉能被得到。 WeiRen Liu 等 [38]合 成了新型單一基質(zhì) KCaY(PO4)2:1%Eu2+,4%Mn2+白光 熒光粉，在 365nm 激發(fā)下， 其發(fā)射光譜由 藍(lán)光（ 480nm）和紅光 （ 652nm） 組成，得到較佳的正白光熒光粉 CIE(， )和 Tc=6507K。劉元紅等 [36]合 成了 Ca3Sc2Si3O12:Dy3+白色熒光粉，發(fā)射光譜呈現(xiàn)兩個(gè)區(qū)，藍(lán)光區(qū)是Dy3+離子 4F9/2 到 6H15/2 的躍遷發(fā)射，黃光區(qū)是 4F9/2 到 6H13/2 的躍遷發(fā)射，可直接與近紫外 LED 芯片配合產(chǎn)生白光，并且通過改變激活劑濃度可調(diào)節(jié)白光的色溫及色坐標(biāo)。在 385nm紫外光激發(fā)下，有 3 個(gè)發(fā)射峰，發(fā)射出的藍(lán)光來源于 Eu2+，綠光和紅光來源 于 Mn2+。其顯色指數(shù)可高達(dá) 88%，是一種很優(yōu)秀的近紫外激發(fā)的全色硅酸鹽熒光粉。這是因?yàn)樵谠擉w系中， Ba 有三種不同的格位： 12 配位的 M(I)， 10配位的 M(II)， M(III)格位，當(dāng) Eu2+占據(jù) 12 配位時(shí)發(fā)藍(lán)光， Eu2+占據(jù) 10 配位時(shí)發(fā)綠光，Mn2+占據(jù)兩種格位時(shí)均發(fā)紅光。這種類型的白光 LED 不存在多種熒光粉的配比和顏色再吸收等問題，同時(shí)還具有較寬的發(fā)射光譜，相比藍(lán)光芯片加黃色熒光粉構(gòu)成的白光 LED，可以得到更高的顯色指數(shù)。熒光粉Ba3Ca4Mg(SiO4)4:+,+具有色溫 6592K，顯色指數(shù) %，色坐標(biāo) (，)等特性。但其缺點(diǎn)是熒光粉混合后往往存在相互間顏色再吸收和配比調(diào)控問題，使流明效率和色彩還原性受到很大影響。三基色熒光粉被紫光或紫外光激發(fā)發(fā)射紅、綠、藍(lán)光三種顏色的光，進(jìn)而混合成白光。目前最成熟也是商品化的白光 LED 就是 LED 藍(lán)光芯片加 YAG 黃色熒光粉構(gòu)成。如采 用真空沉淀多層有機(jī)聚合物電致發(fā)光薄膜，分別摻雜紅、綠和藍(lán)熒光染料而得到白光，也可將三基色染料分別沉淀進(jìn)不同的量子阱中，利用有機(jī)多量子阱電致發(fā)光器件得到白光；將藍(lán)色和紅色染料分別加在發(fā)光層與電子傳輸層的中的 3 層結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光器件也可得到白光；但由于有機(jī)材料的不穩(wěn)定性和壽命短等問題而限制了有機(jī)白光 LED的進(jìn)一步發(fā)展。目前各種顏色 LED 的發(fā)光效率分別約為：藍(lán)光LED 為 30 lm/W，綠光 LED 約為 45 lm/W，紅光 LED 約為 100 lm/W，組合后白光LED 的 平均發(fā)光效率為 7080 lm/W，顯色指數(shù)為 90%左右。 LED 實(shí)現(xiàn)途徑及研究進(jìn)展 按照制備方式，白光 LED 主要有三種：紅、綠、藍(lán)（ RGB）多 LED 芯片組合 型白光 LED[1720]，有機(jī)白光 LED[2127]和熒光下轉(zhuǎn)換型白光 LED[2839]。如果將目前全國(guó)所有的白熾燈與熒光燈全部替換為WLED，則至少可以節(jié)約一半的照明用電，這相當(dāng)于兩座三峽大壩一年的發(fā)電總量，節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益十分 明顯、可觀。LED 是一種新的固體照明光源，其中以半導(dǎo)體化合物 (In)GaN 為基礎(chǔ)的白光 LED 已經(jīng)引起了廣泛的注意和研究，其有許多的優(yōu)點(diǎn)： . 發(fā)光效率高，發(fā)熱量低，耗電少，節(jié)能； . 性能穩(wěn)定，不易損壞，使用壽命長(zhǎng) (可達(dá) 5 萬小時(shí) )； . 綠色環(huán)保， 無輻射； . 瞬時(shí)啟動(dòng)，響應(yīng)快，實(shí)用性強(qiáng)，驅(qū)動(dòng)電流簡(jiǎn)單且為直流，無頻閃； . 體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，易于實(shí)現(xiàn)大面積陣列。 缺點(diǎn)：大多數(shù)發(fā)光材料 的 原料為極少吸收微波的氧化物，必須采取一定措施 (如在被加熱原料 的 外 層 覆蓋微波吸收物質(zhì) )，才能有效合成發(fā)光材料 。 優(yōu)點(diǎn)：原料混合均勻，產(chǎn)物顆粒 較 細(xì)，合成溫度低。是高放熱化學(xué)體系經(jīng)外部能量誘發(fā)局部化學(xué)反應(yīng)(點(diǎn)燃 )，形成其前沿 (燃燒波 )，使化學(xué)反應(yīng)持續(xù)蔓 延，直至整個(gè)反應(yīng)體系，最后達(dá)到合成所需材料的目的。 3. 水熱合成法 該 合成 法是以液態(tài)水 或 氣態(tài)水作為傳遞壓力的介質(zhì)，利用在高壓下絕大多數(shù)的反應(yīng)物均能部分溶于水而使反應(yīng)在液相或氣相中進(jìn)行。 缺點(diǎn)：焙燒溫度 較 高 (1000—1400℃ )，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，能耗高，產(chǎn)物呈塊狀。本 次畢業(yè)論文采用高溫固相法，煅燒過程中通入 50 標(biāo)明流量 固相反應(yīng)法是制備熒光材料應(yīng)用的最多的傳統(tǒng)方法。 載流子的能量輸運(yùn)通過可自由移動(dòng)的帶有電荷的微粒 (如電子，空穴，離子等 )的擴(kuò)散、漂移來輸運(yùn)能量。但不同的稀土離子，由于所處 的環(huán)境不同而導(dǎo)致 Strak 能級(jí)劈裂不同，會(huì)引起能級(jí)匹配程度的差異，影響猝滅濃度的大小。共振傳遞發(fā)生在離子間的距離約為 20197。無輻射傳遞是一種離子的某組能級(jí)將能量無輻射地轉(zhuǎn)移到另一種離子能量相近的能級(jí)上，這種能量傳遞的效率高，是能量傳遞的主要方式。 圖 就是 Eu2+的 4f5d 電子組態(tài)的能級(jí)位置（ E）與晶場(chǎng)強(qiáng)度 （ Δ） 的關(guān)系圖 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 5 圖 Eu2+的 4f5d 電子組態(tài)的能級(jí)位置（ E）與晶場(chǎng)強(qiáng)度 （ Δ ） 的關(guān)系 Energy levels of Eu2+ 稀土離子間的能量傳遞 離子間的能量傳遞是一個(gè)相當(dāng)普遍而且非常重要的物理現(xiàn)象，主要是指通過某些物理過程 ，如碰撞、能量交換、光的輻射再吸收過程以及無輻射過程等，一個(gè)離子將本身具有的能量傳遞給另一個(gè)離子 [5]。 （ 2）稀土化合物作為基質(zhì)材料 常見的可作為基質(zhì)材料的稀土化合物有 Y2O La2O3 和 Gd2O3 等，也可以稀土與過渡元素共同構(gòu)成的化合物作為基質(zhì)材料。 人們對(duì) Eu3+的發(fā)光已有了較多研究，它具有窄帶發(fā)射，如果它在晶體格位中占據(jù)反演中心，產(chǎn)生 5D0→7F1 的躍遷輻射（橙光）；如果它不處于反演中心，則產(chǎn)生 5D0→ 7F2和 5D0→ 7F4 的躍遷輻射，前者紅光，后者紅外光。 （ 1）稀土離子作為激活劑 在基質(zhì)中作為發(fā)光中心而摻入的離子稱為激活劑。助熔劑能夠降低藥品灼燒的溫度，使基質(zhì)容易結(jié)晶且?guī)椭せ顒┻M(jìn)入基質(zhì)的晶格中。粉末狀的無機(jī)材料是研究和應(yīng)用最早、使用量最大的一種，熒光粉就是粉末狀的發(fā)光材料。激活劑對(duì)于材料發(fā)光性能的影響具有重要的作用。（ La,Dy,Sm,Gd）及其最佳濃度對(duì) Eu2+/Mn2+共摻熒光粉的發(fā)光性能的影響。對(duì)于各種激活離子在其中的發(fā)光性質(zhì)一直研究得 比較多，尤其是 Eu2+單激活或 Eu2+Mn2+共激活的硅酸鹽是一類重要的發(fā)光材料，廣泛的應(yīng)用于 LED 燈用熒光粉，但是主要是單色光或雙色光，如 Eu2+單激活的 (Ba,Ca)3MgSi2O8 是一種高效的藍(lán)光熒光粉， Mn2+共激活時(shí)能夠引入紅光； Eu2+單激活的 BaCaZnSiO4 是一種高效的藍(lán)綠光熒光粉。然而，單基質(zhì)白光或一次合成多相白光熒光粉能夠很好的克服這種缺陷。目前對(duì)其方法進(jìn)行了改進(jìn)，添加紅粉或綠粉來提 高顯色效果，但是該方法組合的白光是通過調(diào)節(jié)在芯片表面熒光粉的厚度來改變色溫，因此其靈活性較低。根據(jù)熒光粉發(fā)射出可見光的顏色把熒光粉主要分成三類：藍(lán)色、紅色和綠色 (黃色 )熒光粉。但是由于 YAG:Ce3+熒光缺乏紅色成分 而 導(dǎo)致顯色低的問題使得對(duì)于尋求新型熒光粉的研究變得越來越重要。 alkalineearth metal silicates。 關(guān)鍵詞 ： LED。該熒光粉的激發(fā)光譜在 240nm 至 410nm 之間均有吸收，發(fā)射光譜為連續(xù)波帶，覆蓋 了從 428nm 至 690nm 的可見光。 對(duì)于 Eu2+激活的 :xEu2+熒光粉，變化 Eu2+濃度使樣品在 1000℃ 高溫下煅燒 ，探討不同 Eu2+濃度對(duì)熒光粉發(fā)光性質(zhì)的影響。 沈陽(yáng)化工大學(xué) 本科畢業(yè)論文 題 目： 白光 LED 用熒光粉 ZnSiO4:Eu,Mn， Re(Re=Dy,Sm,Gd,La)的制備 及其 發(fā) 光性 能 研究 院 系： 應(yīng)用化學(xué)學(xué)院 專 業(yè)： 應(yīng) 用 化 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 應(yīng)用化學(xué)專