白光LED用稀土摻雜硅酸鹽熒光粉MxSiO2+x-RE(1＜x≤3)的合成及性能研究.pdf

1、本文通過高溫固相法和溶膠凝膠法合成了幾種硅酸鹽熒光粉，通過物相分析和光譜測(cè)試，研究了其晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)性能以及 Eu2+、Sm3+之間能量傳遞和 Eu3+的自還原機(jī)理。結(jié)果表明不同合成工藝和Sm3+的共摻能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光性能的強(qiáng)化或光譜調(diào)控。
　　1、采用高溫固相法合成了Sr3SiO5:Eu2+和Sr3SiO5:Eu2+,Sm3+熒光粉。Sr3SiO5單相的最優(yōu)制備條件為800℃-6h預(yù)燒/1400℃-4h煅燒，使用納米SiO2做硅源及

2、原料中原子濃度比為Sr/Si=3.3。Sr3SiO5:Eu2+熒光粉在紫外光激發(fā)下有486nm和565nm左右有兩個(gè)發(fā)射峰，最佳發(fā)光濃度8mol％；助熔劑SrCl2?6H2O的加入有效改善了熒光粉發(fā)光性能并引起紅移。Sm3+的加入促進(jìn)了Sr3SiO5單相的生成和 Sm3+→Eu2+能量傳遞。熒光粉激發(fā)光譜為 Sm3+和 Eu2+的300-500nm寬帶吸收，發(fā)射光譜為位于466nm的Eu(Ⅰ)發(fā)射和566nm的Eu(Ⅱ)發(fā)射。通過晶體結(jié)

3、構(gòu)的分析，Sr(Ⅰ)格位為扭曲嚴(yán)重空間螺旋結(jié)構(gòu)，Sr(Ⅱ)格位扭曲較弱的平面分布結(jié)構(gòu)，使得藍(lán)光發(fā)射比橙黃光發(fā)射對(duì)激發(fā)光敏感，只被紫外光有效激發(fā)。Sm3+→Eu2+能量傳遞強(qiáng)化了Eu2+的發(fā)光，尤其濃度為1.5mol%Sm3+時(shí)最強(qiáng)。此外，Sm3+共摻帶來(lái)晶體場(chǎng)變化引起了發(fā)射光譜的偏移，實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)射光譜的調(diào)控。
　　2、采用溶膠凝膠法制備了Sr3SiO5:Eu2+熒光粉。檸檬酸（CA）含量為1.5wt%時(shí)熒光粉相純度最高，發(fā)射峰位于

4、567nm，發(fā)光強(qiáng)度隨CA從1.0wt%增加到1.5wt%時(shí)增大；390nm芯片封裝的燈珠通電產(chǎn)生581nm的橙黃光發(fā)射，主發(fā)射峰的強(qiáng)度提高近45%，半峰寬增加3nm；CA從1.0wt%增加到1.5wt%時(shí)，色坐標(biāo)值從（0.4901,0.4649）變?yōu)椋?.4877,0.4832），發(fā)光色純度提高并呈現(xiàn)暖色化，實(shí)現(xiàn)了熒光燈色溫調(diào)控。
　　3、采用高溫固相法制備了Sr2SiO4:Eu2+和Sr2SiO4:Eu2+,Sm3+熒光粉。E

5、u2+的加入促進(jìn)了β→α′-Sr2SiO4的轉(zhuǎn)變；發(fā)光強(qiáng)度隨Eu2+濃度增加而增大，在x=0.75mol%達(dá)到最高；激發(fā)光從310→400nm時(shí)實(shí)現(xiàn)了主發(fā)射從藍(lán)光(Eu(Ⅰ))→黃綠光(Eu(Ⅱ))調(diào)控。Sm3+的加入實(shí)現(xiàn)了Eu3+→Eu2+空氣中自還原，還原機(jī)理為Sm3+取代Sr2+產(chǎn)生額外的正電荷空位和負(fù)電荷缺陷助推了Eu3+的自還原；Sm3+促進(jìn)了α′相的形成、發(fā)射紅移以及抑制了Eu(Ⅱ)格位發(fā)光；10mol%Sm3+時(shí)，β相的增