稀土摻雜鍶鈦硅玻璃及微晶玻璃發(fā)光性能的研究.pdf

1、發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體發(fā)光器件，是21世紀(jì)最有前途的電光源。但目前市場上商品化白光LED在實(shí)際應(yīng)用中存在熒光粉老化變色、亮度下降、環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱差等問題。透明氧化物玻璃由于具有物化性能穩(wěn)定、稀土離子溶解度大以及易成形加工等優(yōu)點(diǎn)，是非常理想的發(fā)光基質(zhì)材料。以玻璃為基質(zhì)材料，摻入發(fā)光性能優(yōu)良的稀土元素，并通過稀土離子多色發(fā)射帶的混合來實(shí)現(xiàn)白光的發(fā)射，尋求性能優(yōu)良的白

2、光LED用發(fā)光材料，為發(fā)光材料的研究提供一定的理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持。
　　 論文以鍶鈦硅系統(tǒng)玻璃作為基質(zhì)材料，引入SrF2降低基質(zhì)聲子能以提高激活劑離子發(fā)光效率，通過稀土離子Sm3+、Tb3+、Dy3+的單摻及雙摻制備了稀土摻雜鍶鈦硅發(fā)光玻璃及微晶玻璃。通過改變SrF2、稀土離子摻入量及熱處理制度，利用X射線熒光、紅外、XRD、SEM及熒光光譜等測試手段，研究了玻璃系統(tǒng)中氟的引入及含量、稀土的種類及含量、熱處理制度對(duì)玻璃結(jié)構(gòu)及發(fā)光

3、性能的影響，結(jié)果表明：
　　 1.SrF2可降低玻璃轉(zhuǎn)變溫度及析晶最大峰對(duì)應(yīng)的溫度，F(xiàn)進(jìn)入玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)引起Sm3+摻雜鍶鈦硅玻璃結(jié)構(gòu)的改變，在930 nm處出現(xiàn)新的紅外吸收峰，且該吸收峰隨SrF2含量的增加而增強(qiáng)。
　　 2.隨著SrF2的摻入以及摻入量的增加，激發(fā)峰和發(fā)射峰的位置及形狀皆沒有變化，摻入的SrF2聲子能量較低，減少了Sm3+與玻璃基質(zhì)間的無輻射躍遷以及降低了Sm3+的局部對(duì)稱性，發(fā)光強(qiáng)度增大。
　　

4、 3.Sm3+、Dy3+在鍶鈦硅玻璃中具有濃度猝滅現(xiàn)象，最佳摻雜濃度分別為0.5mol％與0.75 mol％，而Tb3+未觀察到濃度猝滅現(xiàn)象。激活劑離子濃度的增加對(duì)譜峰位置及形狀無影響。
　　 4.在378 nm波長激發(fā)下Sm3+、Tb3+雙摻鍶鈦硅玻璃試樣可發(fā)射出近白光，且當(dāng)Sm3+、Tb3+比例為1:5時(shí)最接近白光。Dy3+單摻鍶鈦硅玻璃試樣在349 nm波長光的激發(fā)下可復(fù)合出白光，且當(dāng)Dy3+含量為0.75 mol％時(shí)最

5、接近自然白光。
　　 5.Sm3+、Tb3+雙摻鍶鈦硅透明微晶玻璃析出的晶相為Sr2TiSi2O8，稀土離子Tb3+促進(jìn)了玻璃的體析晶，隨著熱處理溫度的提高以及保溫時(shí)間的延長，玻璃顏色由棕黃色逐漸變淺，析出晶相逐漸長大，最大可達(dá)300μm，透過率逐漸降低以致失透。
　　 6.在378 nm波長激發(fā)下，Sm3+、Tb3+雙摻鍶鈦硅微晶玻璃的發(fā)光強(qiáng)度低于未經(jīng)熱處理的基礎(chǔ)玻璃，發(fā)射峰位置變化不大，但峰形變得光滑平坦，且541