【正文】 這種發(fā)光中心通過能量傳輸將激發(fā)能轉(zhuǎn)移到其他位置（其它發(fā)光中心或不發(fā)光位置），其發(fā)光效率和強(qiáng)度都隨之降低的現(xiàn)象，稱之為濃度淬滅 [10]。并測(cè)得不同 Eu3+離子濃度 的樣品的色坐標(biāo)。不幸的是，用這種方法產(chǎn)生的白光由于 缺少 紅色成分 呈現(xiàn)很低 的色彩指數(shù) (RA80)，此外，顏色 的 穩(wěn)定性也 很差 ，因?yàn)楹铣?的 光線來自不同的 光 源，即芯片和熒光粉 [4]。 所有樣品粉末的相純度通過 X 光射線進(jìn)行衍射檢驗(yàn)， (在 36 KV和 20 mA， λ= A?條件下用 CUK 照射進(jìn)行分析 )。從碳酸鈣 (AR)，碳酸鈉 (AR)， (NH4)2HPO4(AR)和 Eu2O3(AR)取得原材料。在 Ca10XNa(PO4)7:xEu3+中 Eu3+離子 的4f4f 之間的相互作用是 熒光激發(fā)的 主導(dǎo)機(jī)制。研究了樣品的激發(fā)譜線特性和發(fā)射譜的特性， 可知 Eu3+以 5D0→ 7F2受迫電偶極躍遷發(fā)射為主，主激發(fā)峰位于 394 nm(7F0→ 5L6)，匹配于 InGaN 管芯， 具有一定應(yīng)用價(jià)值。由上圖可見，橫坐標(biāo)為時(shí)間軸 t，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度 y，以熒光強(qiáng)度 y 和激發(fā)態(tài)壽命 t 可由下式表示 : 011 )/ex p (* ytxAy ??? 利用 軟件對(duì)測(cè)得各數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行單指數(shù)擬合，所得各參數(shù)如圖 45 中所示。 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的激發(fā)光譜與發(fā)射光譜分析 圖 42 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射光譜 圖 42為 KNaCa2(PO4)2: Eu3+的發(fā)射光譜，可以看出：在 465 nm 和 393 nm波長激發(fā)下，樣品呈現(xiàn)出多峰 發(fā)射。此外，兩個(gè)離子的形變能力相同，都想變形，它們相互作用的結(jié)果，產(chǎn)生同離子互斥作用，使它們各自的形變程度都遭到削弱，躍遷能力降低，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)光效率降低。根據(jù)晶體場(chǎng)理論：不同 2S+1LJ 譜項(xiàng)中屬于晶體場(chǎng)同一不可約表示的 Stark 能級(jí)間的矩河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 20 陣元不為 0，這表明晶體場(chǎng)可能混雜不同 J，但屬于晶體場(chǎng)同一不可約表示的狀態(tài) (J 混雜 )，這種混雜削弱了輻射躍遷的選擇定則。 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 19 2 稀土材料的發(fā)光原理和制備方法 稀土材料的發(fā)光原理 稀土發(fā)光材料的選擇 一般 來說， 化合物由陰離子和陽離子組合而成。 2)信息平面顯示 信息顯示是現(xiàn)代生活中一項(xiàng)用途很廣泛的領(lǐng)域，證券交易所里的顯示板，動(dòng)態(tài)廣告牌，河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 18 空港的飛機(jī)動(dòng)態(tài)顯示，模擬動(dòng)畫，體育場(chǎng)館、商業(yè)、工業(yè)和其它行業(yè)的大型和超大型全色顯示屏的信息顯示，都會(huì)用到 LED 顯示屏，這些都在一定程度滿足了現(xiàn)代人對(duì)信息顯示的需求欲望。 Akari(21 世紀(jì)的光 )計(jì)劃是要用近紫外激發(fā)RGB 三色熒光粉產(chǎn)生白光，此方法與三基色熒光燈的原理相 似。 KNaCa2(PO4)2:Eu3+ 目 錄 1 前言 ............................................. 1 白光 LED 的發(fā)展和現(xiàn)狀 ................................. 16 白光 LED 的實(shí)現(xiàn) ....................................... 16 白光 LED 的應(yīng)用于與展望 ................................. 2 2 稀土材料的發(fā)光原理和制備方法 ................... 19 稀土材料的發(fā)光原理 ................................... 19 熒光粉的制作方法 ...................................... 5 稀土離子的濃度淬滅 .................................... 5 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 15 3 高溫固相法制備 KNaCax(PO4)2:Eu3+ ...................... 6 原料的選擇 ............................................ 6 樣品制備 .............................................. 6 樣品的測(cè)定 ............................................ 6 4 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與討論 .............................. 7 樣品的 XRD 圖和光譜分析 ................................ 22 樣品的濃度光譜圖與分析 ................................. 7 樣品的激發(fā)與發(fā)射光譜圖與分析 ........................... 8 樣品的濃度淬滅曲線與熒光壽命分析 ....................... 9 樣品的色坐標(biāo)與分析 ................................... 10 本章小節(jié) ............................................. 11 5 結(jié)論 ........................................ 12 參考文獻(xiàn) ............................................. 13 致 謝 ............................................. 14 附 錄 ............................................. 15 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 16 1 前 言 白光 LED 的發(fā)展和現(xiàn)狀 LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管 )自 20 世紀(jì) 60 年代出現(xiàn)后，經(jīng)過近 50 年歷 程 在 技 術(shù) 上 已 取 得 長 足 的 進(jìn) 步 。 10 9 ︱ 10 7 ︱ 9 6 ︱ 7 6 分以下 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(jì) ） 11 答辯情況 能夠準(zhǔn)確深入地回答所提出的問題，基本概念清楚，有理有據(jù)，語言表達(dá)能力強(qiáng)。 20 18︱ 20 14 ︱ 18 12︱ 14 12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(bào)告（不少于 1000字）。 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 6 注：本表不夠可增加空白頁。 根據(jù)所設(shè)計(jì)的化學(xué)計(jì)量比確定各成分的含量，用電子天平稱量樣品，稱量時(shí)注意保證各樣品的純度，不能摻雜其他不同的樣品，同時(shí)注意保持稱量時(shí)條件的穩(wěn)定。 目 標(biāo) 和 要 求 根據(jù)所查閱文獻(xiàn)，確定所制樣品的化學(xué)式，通過高溫固相法在還原氣氛中合成樣品。 高溫固相法是一種經(jīng)典的合成方法，充分條件的反應(yīng)是反應(yīng)物之間必須相互接觸，因?yàn)榉磻?yīng)是通過顆粒界面進(jìn)行的，反應(yīng)物顆粒越細(xì)，接觸的表面積越大，反應(yīng)速度就會(huì)越快，所以反應(yīng)前應(yīng)將反應(yīng)物在研缽里充分研磨，使之混合均勻 并且使顆粒足夠小 ，再 放到 反應(yīng)爐中高溫灼燒即可。 第 4 周 完成英文文獻(xiàn)的翻譯和開題報(bào)告。通過論文寫作，學(xué)生掌握了文獻(xiàn)調(diào)研的一般方法和科技論文的寫作方法，鞏固和深化了課堂所學(xué)知識(shí)，提高了英語翻譯與寫作能力。 10 9 ︱ 10 7 ︱ 9 6 ︱ 7 6 分以下 總分（百分 制） 100 90 ︱ 100 70 ︱ 89 60 ︱ 69 60 分以下 評(píng)定成績 （四級(jí)記分制）： 指導(dǎo)教 師（簽字）： 年 月 日 注：因?qū)I(yè)要求不盡相同，各學(xué)部可參考本表內(nèi)容制定切合本學(xué)部實(shí)際情況的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。 關(guān)鍵詞 ：白光 LED；高溫固相法； KNaCa2(PO4)2:Eu3+ 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 13 Preparation and Luminescent Properties of KNaCa2(PO4)2:Eu3+ Luminous Maters for White LED ABSTRACT This paper first outlines the background of the white LED with today39。 圖 11 三種實(shí)現(xiàn)白光的方法示意圖 光轉(zhuǎn)換型有兩類 ： 第一類是在發(fā)射波長為 460~470 nm 的藍(lán)色 LED 芯片上涂覆黃色熒光粉，如圖 11(a)所示，黃色熒光粉部分吸收 LED 發(fā)射的藍(lán)光產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的波長約 570 河北大學(xué)工商學(xué)院 20xx屆本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì) ） 17 nm 黃光，黃色熒光粉通常選用的是摻鈰的釔鋁石榴石 (YAG:Ce3+)，通過控制黃色熒光粉粉層的厚度，利用空間混色原理將互補(bǔ)的黃光的藍(lán)光混合以得 到白光。 白光 LED 的 應(yīng)用與展望 白光 LED 的應(yīng)用 由于白光 LED 具有上述優(yōu)勢(shì)，因此在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用： 1)照明領(lǐng)域 白光 LED 具有低能耗、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，而就發(fā)光效率而言，現(xiàn)在商業(yè)上普遍 60lm/W，已超過白熾燈 (約 15 lm/W)，接近了熒光燈 (約 80 lm/W)。白光 LED普及的前提是價(jià)格下降，而價(jià)格下降必須在白光 LED 形成一定市場(chǎng)規(guī)模后才有可能。對(duì)于 Eu3+的激活機(jī)理，目前基本一致的看法是： Eu3+進(jìn)入基質(zhì)晶格以后，部分取代了原來該位置的金屬離子，原來基質(zhì)晶格吸收的能量被轉(zhuǎn)移到Eu3+， Eu3+受到激發(fā)而發(fā)出不同波長的光。當(dāng)稀土離子的濃度超過某一值時(shí)，雖然發(fā)光中心數(shù)目增加， 但電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，將多余的能量傳遞給第三個(gè)載流子使其受激躍遷到更高能級(jí)的幾率增加。以上所有測(cè)量全部在室溫下進(jìn)行。 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) 。 本章小節(jié) 通過對(duì)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。并對(duì)其結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光特性進(jìn)行了仔細(xì)研究。 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)。所有的測(cè)量均在室溫下進(jìn)行。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。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。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。主激發(fā)峰位于 394 nm，匹配于 InGaN管芯，具有一定應(yīng)用價(jià)值。 樣品的測(cè)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。但因?yàn)樵诟邷貢r(shí)有氣氛的反應(yīng)，對(duì)設(shè)備要求較高。 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(shí)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。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。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。 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 。 指導(dǎo)教師評(píng)語 成績（四級(jí)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(jì) ） 12 評(píng)閱教師評(píng)語 成績（四級(jí)記分制）： 評(píng)閱教師（簽名）： 年 月 日 論文答辯小組意見 成績（四級(jí)記分制）： 組長（簽名）：