稀土Eu摻雜Ba3Al2O6熒光粉及其含氮衍生物的制備與發(fā)光性能研究.pdf

1、本論文采用高溫固相法制備得到了能被近紫外光有效激發(fā)的新型白光LED用紅色熒光粉，以及在此熒光粉基礎上，引入Si4+和N3-，在還原氣氛下制備得到了能被近紫外光和藍光有效激發(fā)的新型白光LED用綠色氮氧化物熒光粉。主要內容和結論如下：
　　（1）煅燒溫度對Ba3Al2O6:0.06Eu3+熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　在不同煅燒溫度下合成的熒光粉均為Ba3Al2O6相，低溫時有少量BaCO3未分解完全，稀土Eu3+的摻雜并沒有改

2、變熒光粉的晶體結構。熒光粉的形貌與煅燒溫度有著非常大的關系。在該熒光粉的室溫發(fā)射光譜中，有源于稀土Eu3+的5D0→7F1躍遷和5D0→7F2躍遷的紅橙光發(fā)射峰，發(fā)光強度隨著煅燒溫度的升高而升高。1450℃是該熒光粉的最佳煅燒溫度。
　　（2）Eu3+摻雜濃度對Ba3Al2O6:xEu3+(x=0.02,0.04,…,0.16)熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　稀土Eu3+的摻雜濃度對純相樣品的合成有著重要的影響，當x>12mo

3、l％時開始出現(xiàn)大量雜相。當x<12mol%時，激發(fā)峰強度隨著摻雜濃度的增加而增強，并且發(fā)生了紅移現(xiàn)象；同時發(fā)射峰強度也隨著摻雜濃度的增加而增加，隨后即發(fā)生了濃度猝滅現(xiàn)象。當x<12mol%時，隨著摻雜濃度的增加Eu3+所處周圍的對稱性越來越好；而當x>12mol%時，隨著摻雜濃度的增加Eu3+所處周圍的對稱性在下降。稀土Eu3+的最佳摻雜濃度為12mol%。
　　（3）電荷補償劑對Ba3Al2O6:0.06Eu3+,0.06Z(Z

4、=Li+、Na+、K+)熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　電荷補償劑的加入沒有改變熒光粉的晶體結構，且三種離子的加入對發(fā)光均起到了增強的效果，其中Li+增強最顯著，K+次之，Na+最弱。
　?。?）還原氣氛對Ba3Al2O6:Eu2+熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　在還原氣氛下煅燒的熒光粉主晶相為Ba3Al2O6，但都有少量BaCO3雜相出現(xiàn)。在NH3氣氛下還原后的熒光粉發(fā)光強度是在N2/H2氣氛下還原后的熒光粉的兩倍。

5、r>　　（5）N元素的摻入量對(Ba0.94Eu0.06)3Al2-xSixO6-xNx(x=0,0.2,…,2)熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　隨著N的摻入量增加，熒光粉結構由Ba3Al2O6相轉變?yōu)锽a2SiO4相和BaAl2O4相的混合相，且BaAl2O4相的含量在逐漸減少。在該熒光粉的室溫發(fā)射光譜中，有源于稀土Eu2+的d→f躍遷綠色發(fā)光寬峰。當x<1時，樣品的發(fā)光強度隨x的增加變化不大；當x>1時，樣品的發(fā)光強度有顯著增強

6、，且當x=1.6時發(fā)光強度最強。同時，當x=1.6時該熒光粉的激發(fā)峰范圍最寬。XPS結果表明，反應過程中Si4+和Al3+沒有相互作用而N3-在逐漸取代O2-進入晶格當中。
　?。?）Eu2+的摻雜量對(Ba1-yEuy)3Al0.4Si1.6O4.4N1.6(y=0.02,0.04,…,0.12)熒光粉發(fā)光性能的影響研究
　　合成的熒光粉為Ba2SiO4相，N3-取代了O2-進入了基質晶格中，同時Eu2+的摻雜并沒有改變熒

7、光粉的結構。由該熒光粉的室溫發(fā)射光譜可知， Eu2+的最佳摻雜濃度為4mol%，且隨著Eu2+摻雜濃度的增加發(fā)射峰值發(fā)生紅移，色坐標由藍綠色逐漸變成黃綠色。
　　所以，本論文合成的Ba3Al2O6:Eu3+,Li+紅色熒光粉有望成為一種近紫外光激發(fā)的白光LED用紅色熒光粉，(Ba0.96Eu0.04)3Al0.4Si1.6O4.4N1.6綠色氮氧化物熒光粉有望成為一種紫外、近紫外或者藍光激發(fā)的多用途白光LED用綠色氮氧化物熒光粉。