LED新型人工光合光源用紅光微晶生長(zhǎng)與形貌調(diào)控.pdf

1、LED作為一種新型人工光源其應(yīng)用呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，具有主波長(zhǎng)為660 nm發(fā)射的材料和器件所發(fā)出的紅光作為人工光源中最重要的光質(zhì)之一。其中廣泛使用的一類發(fā)光材料，特別是稀土Eu2+摻雜CaS紅光材料，由于具有寬帶發(fā)射光譜及有效的成本控制，為新型人工補(bǔ)光光源提供了新的選擇。此外，還包括使用成本高昂的金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積法(MOCVD)生長(zhǎng)的AlGaInP紅光芯片。
　　本文探索了一種微波輔助的溶劑熱方法生長(zhǎng)Eu2+摻雜CaS紅光微晶

2、的合成路線，基于非均質(zhì)體系介電特性的差異所導(dǎo)致的晶核形成及長(zhǎng)大呈現(xiàn)特殊性，觀察到明顯的CaS∶Eu2+微晶的660 nm紅移現(xiàn)象，獲得的主要成果如下:
　　1.采用微波溶劑熱法成功制備了藍(lán)綠光激發(fā)的具有特征發(fā)射波長(zhǎng)為660 nm紅光的(Ca，Mg)S∶Mn2+，Eu2+微晶，該制備條件相比高溫固相法獲得的熒光微晶，觀察到微波場(chǎng)作用下晶粒的新的生長(zhǎng)規(guī)律及其紅移現(xiàn)象。研究了Mn2+離子和Mg2+離子對(duì)Eu2+離子紅光發(fā)射的影響以及不同

3、Mg2+離子濃度摻雜下發(fā)光與形貌之間的關(guān)系，認(rèn)為Mg2+濃度改變時(shí)，微波場(chǎng)的作用抑制了單顆晶粒的形核長(zhǎng)大。這些小晶粒的大量晶界、晶界的表面原子重組以及晶界應(yīng)力導(dǎo)致聚集在Eu2+周圍的作用力被加強(qiáng)，進(jìn)而導(dǎo)致紅移。同時(shí)，通過(guò)SEM觀察結(jié)果，在不考慮微晶缺陷條件下，提出了該微晶的完整生長(zhǎng)模式圖。
　　2.通過(guò)改變外界條件研究外界環(huán)境對(duì)微晶形貌的影響，初步考察了不同反應(yīng)時(shí)間、溶劑組成和表面活性劑對(duì)制備的納米尺度微晶形貌和發(fā)光的影響。在微波

4、場(chǎng)作用下，水溶液中加入乙醇后會(huì)降低Ca2+和S2-在乙醇和水混合溶液中的溶解度，有利于形成納米尺度晶核，最終導(dǎo)致微米尺度晶體的生成。在晶核形成長(zhǎng)大過(guò)程中，醇基能阻止非架橋羥基與顆粒的表面及氫鍵連接，形成硬團(tuán)聚。同時(shí)，由于醇基所具有的空間位阻效應(yīng)可以大大減少顆粒間碰撞的幾率。正是微波介電場(chǎng)和乙醇的相互作用促使形成分散較好的納米尺度的微米顆粒。
　　3.提出了小尺寸CaS基質(zhì)晶粒晶界應(yīng)變對(duì)Eu2+晶體場(chǎng)影響所導(dǎo)致的發(fā)射峰的紅移機(jī)制。M