基于Li4SrCa(SiO4)2單一基質(zhì)熒光粉的制備及發(fā)光性能研究.pdf

1、單一基質(zhì)白光熒光粉因其色彩穩(wěn)定，色彩還原性能好，發(fā)光效率高，成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，近年來在白光發(fā)光二級管(w-LEDs)研究領(lǐng)域引起普遍關(guān)注。本文以Li4SrCa(SiO4)2為基質(zhì)，摻雜不同的稀土發(fā)光離子，合成了兩種單一基質(zhì)白光熒光粉。
　　通過高溫固相法合成高效、穩(wěn)定、單一基質(zhì)的Li4SrCa(SiO4)2摻雜稀土離子的熒光粉，根據(jù)單摻Ce3+的濃度發(fā)光曲線特性，選取了高低兩個(gè)不同的濃度，分別進(jìn)行多稀土離子的摻雜，在紫外激發(fā)下實(shí)

2、現(xiàn)了白光發(fā)射，并對其應(yīng)用進(jìn)行了多項(xiàng)指標(biāo)的表征。詳細(xì)探究了低Ce3+濃度摻雜時(shí)Ce3+到Tb3+/Mn2+，Eu2+到Tb3+/Mn2+以及Ce3+到Eu2+的能量傳遞。在高的Ce3+濃度時(shí)對Ce3+到Tb3+/Mn2+的能量傳遞也做了相應(yīng)研究。為了研究其格位取代的順序，設(shè)計(jì)了一組0.03Ce3+與不發(fā)光的La3+/Lu3+/Gd3+稀土離子共摻的實(shí)驗(yàn)，通過分析其發(fā)光性質(zhì)和不發(fā)光離子濃度之間的關(guān)系，研究共摻雜離子對Ce3+在Ca和Sr格位

3、上的占據(jù)情況的影響。
　　單摻Ce3+時(shí)，熒光粉能發(fā)射峰值在345 nm的近紫外光和峰值在414nm的藍(lán)光，分別占據(jù)Sr2+或者Ca2+格位。LSCSO∶0.03Ce3+熒光粉的內(nèi)量子效率(IQE)高達(dá)97％，外量子效率(EQE)為66％。
　　根據(jù)單摻Ce3+的性質(zhì)，選取了高低兩個(gè)不同濃度的摻雜基點(diǎn)。在低濃度0.03Ce3+摻雜時(shí)，結(jié)果表明紫外發(fā)射(345 nm)的Ce3+到Tb3+和Mn2+的能量傳遞效率高于藍(lán)光發(fā)射的C

4、e3+或者Eu2+到Tb3+和Mn2+能量傳遞效率。在0.03Ce3+的基礎(chǔ)上共摻雜Ce3+，Eu2+，Tb3+，Mn2+，通過實(shí)現(xiàn)了白光發(fā)射。其中，Ce3+作為敏化劑，而Eu2+，Tb3+，Mn2+作為激活劑。白光最優(yōu)樣品為LSCSO∶0.03Ce3+，0.01Eu2+，0.06Tb3+，0.04Mn2+，其內(nèi)量子效率和外量子效率分別為56％和43％，色坐標(biāo)為(0.332，0.278)，顯色指數(shù)是81.6。熱穩(wěn)定性研究表明，在150℃

5、時(shí)其發(fā)光強(qiáng)度仍有室溫時(shí)的76％，這些性質(zhì)表明這種熒光粉在w-LEDs領(lǐng)域可能有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　在Ce3+共摻雜不發(fā)光稀土離子實(shí)驗(yàn)中，以0.03Ce3+為基礎(chǔ)，共摻了Lu3+/La3+/Gd3+。結(jié)果表明與Tb3+類似，Gd3+、Lu3+優(yōu)先進(jìn)入Ca2+格位而迫使Ce3+進(jìn)入Sr2+格位，增強(qiáng)了Ce3+的345 nm發(fā)射。而La3+的半徑比Ce3+大，La3+優(yōu)先占據(jù)Sr2+格位，使Ce3+的414nm的藍(lán)光發(fā)射強(qiáng)度大大增強(qiáng)。

6、
　　而在高濃度0.12Ce3+摻雜時(shí)，只需要摻雜Ce3+，Tb3+，Mn2+就能實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。利用進(jìn)入較多Ca2+格位的Ce3+所發(fā)出的藍(lán)光，復(fù)合Tb3+的黃綠光和Mn2+的紅光發(fā)射，產(chǎn)生白光，最優(yōu)樣品的色坐標(biāo)為(0.383，0.326)。通過研究衰減曲線和發(fā)射光譜圖，結(jié)合低濃度摻雜的結(jié)論，研究其能量傳遞的性質(zhì)。對比顯示兩種實(shí)現(xiàn)白光的方法各有優(yōu)點(diǎn)。
　　由于紫外芯片技術(shù)的發(fā)展，使得這兩種白光熒光粉在白光LED領(lǐng)域的應(yīng)用成為