【正文】 m of Ce:YAG Single crystal 安徽工業(yè)大學 光信息科學與技術專業(yè)本科畢業(yè)設計 (論文 ) 第 21 頁 共 46 頁 Ce:YAG 晶體的熒光光譜 圖 Ce:YAG晶體的熒光光譜。其測量過程及原理是 [14]： 白光 LED發(fā)出的光束經(jīng)過平面分光鏡變成兩路分開的光束，一路通過光纖進入光譜儀測量其光譜功率分布 P(λ )，進而計算出其他的光譜參數(shù)；另一路進入光度探測器測量其光強。激發(fā)光譜表示對發(fā)光起作用的激發(fā)光的波長范圍，而吸收光譜則只說明材料的吸收，至于吸收以后是否發(fā)光那就不一定了。 晶體的熒光光譜法 晶體的熒光光譜包括，激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。掃描步長為 176。在此重點介紹 XRD物相定性分析。待晶體降至室溫之后可打開爐門，取出晶體。待籽晶接近液面時，須烤種 30分鐘左右，降低籽晶與熔體溫差，此時要特別注意籽晶變化，以調(diào)節(jié)加熱功率。 （ 2）裝爐：為了保證爐內(nèi)徑向溫度軸對稱分布，裝爐時，需通過在籽晶桿上懸掛一鐵錐來校正并確保感應線圈中心、石英保溫罩中心、坩堝中心及籽晶中心在一條鉛垂線上。然后將灼燒的原料按照方程式 21進行稱量，共 15001600克。 總之，提拉法生長的晶體，其完整性 較 高，而生長 成品 率和晶體 的 尺寸也令人滿意。將合成好的 晶體 原料裝在坩堝中，并被加熱到原料 的熔點以上，此時，坩堝內(nèi)的原料就熔化為熔 體，在坩堝的上方有一根可以旋轉(zhuǎn)和升降的提 拉桿，下端 裝有 一個 籽晶 夾頭，裝上籽晶。實現(xiàn)無熒光粉體結構的 LED白光發(fā)射。片狀單晶熒光材料的使用能夠簡化 LED的封裝 安徽工業(yè)大學 光信息科學與技術專業(yè)本科畢業(yè)設計 (論文 ) 第 12 頁 共 46 頁 本論文的研究目的、內(nèi)容及意義 本論文的研究目的及意義 與常見光源相比較 ， 半導體發(fā)光二極管 (Light Emitting Diode簡稱 LED)器件具有省電 、 體積小 、 發(fā)熱量低 、 壽命長 、 響應快 、 抗震耐沖 、 可回收 、 無污染 、可平面封裝 、 易開發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點 ， 已廣泛用于交通信號燈 、 大屏幕顯示屏 、 背光燈 、 汽車用燈 、 特種照明和城市照明等領域 。 Ce:YAG晶體為高溫氧化物材料，晶體熔點 1970℃。目前， Ce:YAG高溫閃爍晶體業(yè)已商品化，主要用于掃描電鏡（ SEM）的顯示部件，其生長方法主要為提拉法和溫梯法。宋國華等采用化學共沉淀法制備 YAG: Ce3+前驅(qū)體，以 B2O3Al2O3SiO2Na2O為玻璃基質(zhì)，在 1300℃煅燒制作出 YAG:Ce3+玻璃陶瓷，封裝成玻璃陶瓷發(fā)光層遠離芯片的白光 LED。稀土摻雜 YAG熒光 材料的研究是從固體激光晶體的研究開始的 , 研究最多、最成熟的是 N d: YAG激光晶體。 另一個是熒光材料 的發(fā)射光譜 , 熒光材料的發(fā)射光譜與藍光發(fā)光二極管的發(fā)射光譜能夠匹配成白光 , 人們選用了 YAG: Ce3+ ( Y3Al5O12: Ce3+)釔鋁石榴石 的簡稱 作為光轉(zhuǎn)換材料。最后用于照明的光全部來自熒光材料 , 且要求熒光材料的激發(fā)光譜與紫光發(fā)光二極管的發(fā)射光譜相匹配 , 這樣可以獲得較高的光轉(zhuǎn)換效率 , 熒光材料應為多種不同顏色的熒光材料混合而成。我國進入 LED產(chǎn)業(yè)的企業(yè)將與日俱增，產(chǎn)業(yè)市場競爭將更加激烈。其中由北京大學、中科院物理所和北京有色院聯(lián)合承擔“十五”白光 LED“ 863”項目。其中熒光粉是LED實現(xiàn)白光照明的關鍵材料，面對越來越廣闊的市場需求和研究開發(fā)熱潮，改善熒光材料的性能成了一項緊迫而艱巨的任務。t meet the demand of the existing white LED and adapt to the future development trend of white topic puts forward a new type of Ce: YAG white LED lightemitting chip structure preparation technology route, its excitation emission efficiency is high, physical and chemical performance is stable, high thermal conductivity, long service life, can be applied to high power white LED, can increase the red lightemitting ponent implementation and tuning luminescence bands, optimize the structure of the white light LED encapsulation, a blue glow LED chip effective excitation Ce: YAG wafer, forming a new kind of white LED light emitting 安徽工業(yè)大學 光信息科學與技術專業(yè)本科畢業(yè)設計 (論文 ) 第 3 頁 共 46 頁 the structure without fluorescent powder LED white light emission. In order to effectively solve the current Ce: YAG phosphor white LED lightemitting structure exist phosphor excitation efficiency is low, poor color consistency, light failure, life is short and so on a series of shortings. KEYWORDS： white LED， Gd,Ce:YAG ， fluorescent material ，optical property 安徽工業(yè)大學 光信息科學與技術專業(yè)本科畢業(yè)設計 (論文 ) 第 4 頁 共 46 頁 目錄 摘要 ................................................................................................................................. 1 ABSTRACT ..................................................................................................................... 2 第一章 緒論 .................................................................................................................... 6 引言 ................................................................................................................... 6 LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 .................................................................................................... 6 白光 LED的實現(xiàn)方法 ........................................................................................ 7 熒光材料介紹 ................................................................................................... 8 ..................................................................................................... 8 陶瓷及玻璃熒光材料 .............................................................................. 8 Ce:YAG 單晶熒光材料 ............................................................................ 9 Ce:YAG晶體的結構和性能 ............................................................. 9 Ce:YAG 單晶熒光材料相對于熒光粉的優(yōu)勢 .................................. 11 、內(nèi)容及意義 ........................................................................12 ........................................................................12 研究內(nèi)容 ..............................................................................................12 第二章 實驗部分 ...........................................................................................................13 Ce:YAG 及 Gd,Ce:YAG晶體的生長 .......................................................................13 提拉法 Czochralski（ CZ）概述 ............................................................13 晶體的生長裝置 ....................................................................................13 晶體生長原料的準備 ...............................................................................14 Ce:YAG 晶體原料的準備 ..........................................................14 Gd,Ce:YAG 晶體原料的準備 .....................................................14 提拉法生長 YAG晶體的生長流程 ......................................................14 .............................................................................................16 XRD測試用樣品 ......................................................................................16 光譜性能測試用樣品 ...............................................................................16 白光 LED光色參數(shù)測試用樣品 .................................................................16 樣品測試分析方法 .............................................................................................16 X射線衍射法 ..........................................................................................16 晶體的吸收光譜法 ...