稀土摻雜鍶鋁硅系發(fā)光微晶玻璃的研究.pdf

1、以大功率白光發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)器件為核心的半導(dǎo)體照明技術(shù)以其具有發(fā)光效率高、壽命長、節(jié)能環(huán)保、體積小等優(yōu)點，在生產(chǎn)生活中具有廣泛的應(yīng)用前景，并有望作為固體光源來替代傳統(tǒng)照明。目前LED器件主要是由涂敷環(huán)氧樹脂與熒光粉的混合體對LED芯片進行封裝，在實際應(yīng)用中存在熒光粉老化、亮度下降、環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱差、老化變色、壽命縮短等問題，嚴(yán)重影響了白光LED的發(fā)光效率和使用壽命。因此本課題采用微晶玻璃作為基

2、質(zhì)材料，將稀土氧化物摻雜其中，來尋求一種新型的高顯色性、耐高溫、耐腐蝕、抗老化的發(fā)光材料。
　　 實驗制備了一系列Sm3+、Tb3+、Ce3+單摻以及雙摻的SrO-Al2O3-SiO2(SAS)發(fā)光玻璃及微晶玻璃，通過調(diào)整SrO、Al2O3、晶核劑以及稀土氧化物的相對含量，優(yōu)化熱處理制度，利用XRD、SEM、熒光光譜等測試手段，研究了基礎(chǔ)玻璃組成、熱處理制度、稀土氧化物種類與濃度等對SAS微晶玻璃析晶行為及發(fā)光性能的影響。結(jié)果表

3、明：
　　 1.得到的SAS微晶玻璃的主晶相為顆粒狀單斜鍶長石(SrAl2Si2O8)，當(dāng)SrO∶Al2O3=10∶7，TiO2:ZrO2=3∶1(wt％)時，可以形成析晶情況及發(fā)光性能良好的微晶玻璃；
　　 2.相比核化溫度，晶化溫度對析晶行為及發(fā)光性能的影響較大，隨著晶化溫度升高，微晶玻璃內(nèi)部晶粒尺寸增加，析晶率增大，發(fā)光強度提高；
　　 3.Sm3+摻雜的SAS微晶玻璃在405nm紫光或475nm藍(lán)光的激發(fā)

4、下在565nm、605 nm、650 nm和715nm處發(fā)射綠光和橙紅光，分別對應(yīng)Sm3+的4G5/2→6Hj/2(j=5，7，9，11)躍遷，隨著Sm3+濃度從0.05 mol％增加到0.15 mol％，發(fā)射強度逐漸增強；
　　 4.Tb3+摻雜的SAS微晶玻璃在376nm紫外光激發(fā)下在489nm、547nm、588nm和623nm處有分別對應(yīng)于Tb3+5D4→7Fj(j=6，5，4，3)躍遷的特征發(fā)射峰，分別發(fā)射藍(lán)光、綠光、

5、黃光和紅光，能實現(xiàn)白光發(fā)射。隨著熱處理溫度的升高，樣品光色在色度圖上由藍(lán)光與白光交界處向中心白光移動，當(dāng)核化溫度為950℃，晶化溫度為1150℃(各保溫3小時)時，樣品最接近中心白光，但是色溫相對偏高；
　　 5.Ce3+摻雜的SAS微晶玻璃除了在475nm的藍(lán)光激發(fā)下發(fā)出紅光外，在245nm-300nm寬廣的紫外區(qū)間內(nèi)的任何波長激發(fā)Ce3+，在420nm-480nm區(qū)域內(nèi)都有很強的藍(lán)光發(fā)射。隨著熱處理溫度和摻雜濃度的提高，發(fā)光

6、強度逐漸增大，當(dāng)Ce3+濃度增加到0.15mol％時，發(fā)生濃度猝滅；
　　 6.Sm3+與Tb3+雙摻的SAS微晶玻璃在478nm-485nm范圍內(nèi)可以同時被激發(fā)，共同體現(xiàn)Sm3+和Tb3+的發(fā)射峰。Tb3+離子對Sm3+存在著敏化作用，能加強Sm3+的發(fā)光。當(dāng)Sm3+∶Tb3+=1:1(mol％)時，樣品的整體發(fā)光強度最高；當(dāng)Sm3+∶Tb3+=1:2/1:3(mol％)時，能實現(xiàn)白光發(fā)射，且比單摻Tb3+的樣品色溫更低，更靠