MX4B3O(9-3y/2)Ny:Eu2+(M=Li,Na,K；X=Mg,Ca,Sr,Ba)荧光粉发光性能调控的研究
本论文通过高温固相法在相对较低的温度条件下合成了一系列单一基质单一激活剂离子的正硼酸盐荧光粉MX4B3O(9-3y/2)Ny:Eu2+(M=Li, Na, K;X=Mg, Ca, Sr, Ba)。通过碱金属，碱土金属，以及阴离子之间相互取代，实现了荧光粉微观结构和发光性能的调控。 在对碱金属离子相互取代的研究中发现：在Na+离子和Li+相互取代中，由于碱金属离子在荧光粉晶体结构中并不直接与碱土金属离子（激活剂离子）成键，无法直接对碱土金属离子（激活剂离子）的周围环境产生影响，因而 Na+离子和 Li+相互取代几乎不会对基质荧光粉的发光性能产生调控作用。在 K+离子和 Li+相互取代中，由于 LiSr4(BO3)3与 KSr4(BO3)3结构不同，前者为立方晶系结构，后者为正交晶系结构，并且K+离子进入LiSr4(BO3)3基质后会趋向于形成正交晶系结构的KSr4(BO3)3，因此K+离子取代会使LiSr4(BO3)3:Eu2+荧光粉基质结构遭到破坏，出现杂质相。 在对碱土金属离子相互取代的研究中发现：碱土金属的取代能有效的对荧光粉的发光性能进行调控。在Ca2+离子与Sr2+离子相互取代的LiSr4-xCax(BO3)3:Eu2+荧光粉中，随着 Ca2+离子浓度的逐渐增加，基质的晶格常数和晶胞体积逐渐减小，但晶体结构未发生变化；激活离子受电子云膨胀效应的作用，其发射光谱发生蓝移，色度从橙红色（ 05524, 0.4270 ）逐渐变换到黄绿色（ 0.1895, 0.4718），与蓝光 LED 芯片封装成白光 LED 器件，显色指数为 85.3，色温为5083K。在Ba2+离子与Sr2+离子相互取代的NaSr4-xBax(BO3)3:Eu2+荧光粉中，随着 Ba2+离子浓度的逐渐增加，基质的晶格常数和晶胞体积逐渐增大，但晶体结构未发生变化；激活剂离子受晶体场劈裂效应的作用，其发射光谱发生蓝移，色度从橙红色（0.4795, 0.4070）逐渐变换到黄绿色（0.3432, 0.4665），与蓝光LED芯片封装成白光LED器件，显色指数为88.5，色温为6800K。由于Mg2+离子的离子半径与Sr2+离子相差较大，在相互取代过程中无法形成置换固溶体，进而导致基质结构发生畸变。 在对阴离子相互取代的研究中发现：在一定范围内，N和O的相互取代并不会对荧光粉的晶体结构产生明显影响，并且N的引入能有效增强荧光粉的发光强度。通过对结构的分析，随着N取代量的增加，Na(Li)Sr4-yB3O(9-3x/2)Nx:yEu2+荧光粉始终呈立方相结构，其空间群为Ia-3d，没有发生明显的结构变化。通过对光谱的分析，证明N进入了荧光粉基质中，并且N的引入会引入接近导带底部的杂质能级，使得基质的带隙变窄，可见光吸收增强进而增强了荧光粉的发光强度。
硼酸盐荧光粉;发光性能调控;白光LED;微观结构
中国计量大学
硕士
材料物理与化学
邓德刚;徐时清
2016
中文
O482.31
2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）