LEDs（發(fā)光二極管）光轉(zhuǎn)換材料的合成與性能.pdf

1、半導(dǎo)體固體照明技術(shù)是全世界當(dāng)前綠色照明和材料領(lǐng)域的研究前沿。其基本思路之一是以近紫外或藍光發(fā)光二極管(LEDs)為芯片，結(jié)合合適的熒光轉(zhuǎn)換材料來實現(xiàn)白光輸出。本研究針對近紫外LED熒光轉(zhuǎn)換材料的要求，采用熒光光譜，熱釋光譜，X射線光電子能譜，X射線衍射(XRD)等分析手段，重點研究ZnO綠色熒光粉和Eu2+激活鋁酸鍶綠色長余輝熒光材料的合成，或提高發(fā)光效率和穩(wěn)定性的新方法及其相關(guān)機制。 并在以下幾方面取得了一些進展： [

2、1]將ZnS與一定量的鹵化物MX(X=F，Cl，Br，I；M=Na，K，NH4，Zn，ZrO)一起煅燒合成出發(fā)光性能優(yōu)良的、具有六方纖維鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO綠色熒光粉。證明了鹵化物的助熔和摻雜雙重功能，提出了在較低溫度(700-800℃)下合成高效綠色熒光粉的基本方法。 [2]該類熒光粉中S和鹵素(如C1)的含量分別在0.6-2％和3-4％范圍，可看成是S，Cl共摻雜的ZnO熒光粉。紫外可見吸收光譜證明S和Cl的摻雜可以降低ZnO的

3、帶-帶吸收強度，并在3.06ev(399nm)出現(xiàn)新的吸收峰。其發(fā)射光譜的峰值波長為506-510nm，未觀察到380nm的激子發(fā)射，而激發(fā)光譜由370nm以下和378-397nm的兩個吸收發(fā)射帶組成，分別對應(yīng)于電子從從價帶到導(dǎo)帶和價帶到禁帶中局域缺陷中心的躍遷。后一吸收帶與紫光二極管(NULED)的光輸出波長(370-400nm)相匹配，可望應(yīng)用于白光二極管。 [3]不同鹵素離子對ZnO熒光增強作用的大小次序為Cl＞F＞Br＞

4、I。這與它們的離子半徑與S2-和O2-離子半徑的匹配程度相關(guān)。由于Cl-與S2-離子的半徑非常接近，Cl-很容易參與O對S的取代過程，形成由氯離子占居的氧空位，導(dǎo)致負(fù)電荷不足，為促使Zn2+被還原，產(chǎn)生還原態(tài)Zn空位創(chuàng)造了條件。 [4]不同陽離子對ZnO的熒光增強作用與煅燒溫度相關(guān)。Na+，K+對提高帶-帶吸收效果明顯，所以在較低溫度600-700℃下的作用更好，而NH4+對價帶-禁帶中局域缺陷中心的躍遷貢獻較大，在較高溫度下仍

5、有很好的增強作用。ZnCl2和ZrOCl2也被證明是具有雙重作用的添加劑，而ZrO2和KH2PO4對于ZnO熒光粉的合成不是有效的添加劑。 [5]在鋁酸鍶銪的合成過程中，適量MgO、ZrO2、TiO2的加入可顯著提高熒光粉的發(fā)光強度，其中TiO2的效果最好。得到主晶相為Sr4Al4O2(Al10O23)的綠色長余輝熒光粉，并觀察到了峰值波長的紅移現(xiàn)象。 [6]當(dāng)改變Al/Sr比時，產(chǎn)物的物相組成、發(fā)光特性和抗水穩(wěn)定性均有

6、變化。當(dāng)Al/Sr比為1.5時，Sr4Al4O2(Al10O23)為主晶相，SrA]2O4相的含量也較高。由于SrAl2O4相易于水解，所以其抗水穩(wěn)定性差。提高Al/Sr比，產(chǎn)物中SrAl2O4相的含量降低，抗水穩(wěn)定性逐漸增強。 [7]鋁酸鍶銪的熱釋光譜由三個相連的峰組成，其峰溫分別在50-55℃，90-92℃，170-172℃區(qū)間。而同時摻有Eu和Dy的鋁酸鍶銪鏑只有一個熱釋峰，峰位在35-80℃之間。其中以Al/Sr=2.5