【正文】 o efficiently improving luminous intensity of Eu2+,but their emission spectrum shape has not changed significantly, by parison, La relatively good sensitization. Key word: LED。 通過(guò) X射線衍射測(cè)試熒光粉晶體結(jié)構(gòu) 。 high temperature solid state 目 錄 引 言 ................................................ 1 第一章 文獻(xiàn)綜述 ....................................... 3 稀土發(fā)光材料 ................................... 3 發(fā)光材料的簡(jiǎn)介 ............................ 3 發(fā)光材料的分類 ............................ 3 Eu2+的發(fā)光特性 ............................ 4 稀土離子間的能量傳遞 ...................... 5 熒光粉的主要合成方法及優(yōu)缺點(diǎn) ............... 6 白光發(fā)光二極管 ................................. 8 LED 實(shí)現(xiàn)途徑及研究進(jìn)展 ...................... 9 白光 LED 的性能指標(biāo) ............................ 12 白光 LED 用熒光粉的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用要求 ............ 15 本論文的研究?jī)?nèi)容 .............................. 16 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 ...................................... 17 儀器與試劑 .................................... 17 儀器 .................................... 17 試劑 .................................... 18 :+,+,xRe3+(Re=Dy,Gd, La,Sm)系列白色熒光粉的制備過(guò)程 ................... 19 實(shí)驗(yàn)配比的計(jì)算 ........................... 19 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ................................. 19 性能表征 ...................................... 19 晶相結(jié)構(gòu)分析 ............................. 19 熒光光譜測(cè)試 ............................. 20 光色參數(shù)測(cè)試 ............................. 20 第三章 結(jié)果與討論 .................................... 21 :+光譜性能研究 ....... 21 :+晶相結(jié)構(gòu)分析 ......... 21 3. 2 :+的激發(fā)、發(fā)射光譜 ........ 22 3. 3 不同 Eu2+含量對(duì)熒光粉發(fā)光性能的影響 ............. 23 :xEu2+,yMn2+的晶相結(jié)構(gòu)分析 ........ 24 . 2SiO4:+,+熒光粉的發(fā)光性能 ................................................ 25 不同 Eu2+和 Mn2+含量對(duì)熒光粉的光譜性能的影響 ..... 26 Mn2+ 濃度對(duì):+,yMn2+光譜性能的影響 . 26 Eu2+ 濃度對(duì):xEu2+,+光譜性質(zhì)的影響 . 28 Eu2+— Mn2+之間的能量傳遞 .................... 29 Re3+(Re=Dy, Sm, Gd, La)對(duì) : Eu2+,+熒光粉發(fā)光性能的影響 ..................... 30 :+,+,zRe3+的發(fā)射光譜 ................................................. 30 :+,+,zRe3+熒光粉光色參數(shù)分析 ............................................... 31 第四章 結(jié)論 .......................................... 35 參考文獻(xiàn) ............................................. 36 致謝 ................................................ 40 附錄 ................................................ 41 附錄Ⅰ 英文文獻(xiàn)原文 ............................... 41 附錄Ⅱ 英文翻譯 ................................... 49 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 引言 1 引 言 半導(dǎo)體照明光源作為新型高效固體光源具有壽命長(zhǎng)、節(jié)能、環(huán)保、色彩豐富、微型化等顯著優(yōu)點(diǎn)，將成為人類照明史上的又一次飛躍。單基質(zhì)白光是近幾年熱點(diǎn)研究對(duì)象，但是其發(fā)光效率還較低，或發(fā)射波長(zhǎng)與理想組合白光的波長(zhǎng)偏離較大。我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見(jiàn)的電視機(jī)、日光燈以及計(jì)算機(jī)顯像管等東西都要用到它。 Eu2+的 發(fā)光特性 Eu2+具有 4f65d1→ 4f75d0 能級(jí)躍遷發(fā)射 ， 由于 Eu2+的 4f電子對(duì)晶格的環(huán)境不敏感，而它的 5d 電子處于沒(méi)有屏蔽的外層裸露狀態(tài)，所以受晶場(chǎng)影響比較顯著，容易與晶格發(fā)生強(qiáng)烈的耦合作用而使 4f5d 雜化軌道能級(jí)劈裂，并強(qiáng)烈地與晶格聲子耦合 ， 導(dǎo)致了寬帶吸收在 250 ~420nm的范圍內(nèi)，熒光材料都能夠受到有效激發(fā)，且發(fā)射效率主要取決于 4f65d 帶的吸收面積。 除了上述的輻射再吸收和共振傳遞的能量傳遞外，還有能量輸運(yùn)方式。 優(yōu)點(diǎn)：合成溫度低，產(chǎn)物顆粒較細(xì)，體系穩(wěn)定。 白光 LED，作為照明光源，在不久的將來(lái)將取代目前廣泛使用的白熾燈和日光燈。目前使用最多和應(yīng)用范圍最廣的是熒光下轉(zhuǎn)換型白光 LED，它是用沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 10 藍(lán)光（或紫光） LED 芯片發(fā)出藍(lán)光或紫光，然后去激發(fā)其他發(fā)光材料產(chǎn)生紅光和綠光（或紅、綠、藍(lán)光）混合形成白光。發(fā)射從藍(lán)光到紅光的多峰寬波段，藍(lán)光區(qū)域的 460nm 和綠光區(qū)域的沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 11 495nm 分別屬于 BaCa2Mg(SiO4)2 晶相和 晶相中 Eu2+的 4f65d1→4f 7 躍遷發(fā)射峰；在橙紅光區(qū)域的 595nm，以及 670700nm 的拖尾發(fā)射峰是 BaCa2Mg(SiO4)2晶相中 Mn2+占據(jù)兩個(gè)不同配位環(huán)境 Mg2+的特征發(fā)射峰。通過(guò)改變 Mn2+的含量，其發(fā)射光可以很容易的在藍(lán)光和紅光之間進(jìn)行調(diào)節(jié)。 根據(jù)激發(fā)光譜，可確定 哪些頻率（或波長(zhǎng)）激發(fā)對(duì)發(fā)光最有效，從而來(lái)確定 激發(fā)該材料使其發(fā)光所需的激發(fā)光波長(zhǎng) 的 范圍，并 且 可以確定發(fā)射強(qiáng)度最大時(shí)的最佳激發(fā)光 的 波長(zhǎng)。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 文獻(xiàn)綜述 14 圖 CIE1931 色度圖 Color coordinate of CIE1931 4. 色溫 色溫是表示光源光色的尺度，單位為： K(kelvin)，是光源光譜質(zhì)量最通用的指標(biāo)。 白光熒光粉的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用要求： (1) 在紫光和近紫光區(qū)域有盡可能寬的激發(fā)帶。該方法操作過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，易產(chǎn)業(yè)化，被廣泛的應(yīng)用于熒光粉的制備。 8． 將煅燒后的樣品封裝 入袋后移至紫外透射觀察箱中觀察其發(fā)光情況。等處出現(xiàn)新衍射峰并不斷增強(qiáng)，這是 Ba2SiO4 的特征衍射峰 [43]。藍(lán)綠光波帶是 Eu2+取代 Ca2+格位的 5d4f能級(jí)躍遷的特征發(fā)射，紅光波帶可歸屬于 Mn2+的 4T16A1 躍遷發(fā)射。 Eu2+的發(fā)光性能與基質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，堿金屬陽(yáng)離子的多個(gè)格位為發(fā)光中心離子提供不同的格位環(huán)境 [13~14]。 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 21 第三章 結(jié)果與討論 :+光譜性能研究 :+晶相結(jié)構(gòu)分析 10 20 30 40 50 60 70 80?????????P D F 卡片：4 8 0 2 1 02 θ /℃BaCaSiO4??? ?? P D F 卡片：2 6 1 4 0 3Ba2SiO4?????????? ?? ??????????? ????? ??????????? ? ?????? ????????????? 圖 :+樣品的 XRD 圖 . Xray diffraction (XRD) patterns of :+ samples 圖 :+熒光材料的 XRD 圖譜。 4．取出藥品研缽將藥品刮下并研細(xì)后裝入小瓷舟中。 沈陽(yáng)化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 17 第二章 實(shí)驗(yàn)部分 本章主 要介紹熒光粉的制備方法，即高溫固相法，指出它的應(yīng)用特點(diǎn)和反應(yīng)原理。低于 20 的光源通常不適于一般用途。國(guó)際照明委員會(huì)(Commission Internationale de l’Eelairage， CIE)制定的 CIE193l色度圖是比較完善而精確的系統(tǒng)，目前最常用，如圖 所示。磷酸鹽類熒光粉具有原料豐富，合成溫度低，易合成等特點(diǎn)，有著廣闊的應(yīng)用前景，被越來(lái)越多的科研工作者研究。 楊志平等 [33]制 備了單一基質(zhì) Ca10(Si2O7)3Cl2:Eu2+,Mn2+白色熒光粉，在 370nm 近紫外 光激發(fā)下，發(fā)射出高亮度的白色光，測(cè)得的色坐標(biāo)為 x=，y=，色溫為 5664K，顯色指數(shù)為 85%。李郎楷等合成了可用于（近）紫外光激發(fā)的 白光 熒光粉 :+, +[28]和Ba3Ca4Mg(SiO4)4:+,+[29]， 具有 和 BaCa2Mg(SiO4)2 兩種晶體結(jié)構(gòu)。因此這種白光 LED 的優(yōu)點(diǎn)是發(fā)光效率較高，顯色性好、壽命長(zhǎng)，由于不需要熒光粉進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，發(fā)光效率高。 綜上可 述 ，對(duì)于 由 不同基質(zhì)組成的熒光材料，采用適當(dāng)?shù)闹苽浞椒ú粌H能夠改善熒光材料的發(fā)光性能，獲得粒徑良好的粉體，還能 夠 降低能耗和污染，實(shí)現(xiàn)綠色合成。 2. 溶膠 —凝膠法 將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)鹽水解形成溶膠或解凝形成溶膠，然后使溶膠凝膠化，經(jīng)過(guò)干燥，焙燒過(guò)程得到產(chǎn)品。 的情況下，因此，這種能量傳遞依賴于晶體中激活離子的濃度。 Eu2+激活的材料的發(fā)光是 Eu2+的4f65d→4f 7 寬帶躍遷，發(fā)光材料的發(fā)射波長(zhǎng)可隨基質(zhì)的不同而在可見(jiàn)紫外光區(qū)變化。如果所加的摻質(zhì)起到改善或者改變發(fā)光性能的作用，稱之為共激活劑。 隨著 LED芯片技術(shù)的成熟，其發(fā)射波長(zhǎng)逐漸向短波方向發(fā)展，出現(xiàn)了 340～ 420nm的紫外光 近紫外光芯片，并且由這種芯片激發(fā)熒光粉合成白光是今后發(fā)展的重點(diǎn)。 白色熒光粉；堿土硅酸鹽；高溫固相法 Abstract Experimental hightemperature solidphase synthesis method in a reducing atmosphere by the rareearth ions Eu2 + activated : xEu2 + phosphor and rare earth ions Eu2 +, Mn2 + transition metal ions coactivated Ba1 .3 : Eu2 +