Ag和稀土离子共掺杂的氟氧化物白光玻璃的研究
白光LED(light-emitting diode)由于体积小、节能、环保、长寿命等优点而引起人们的广泛关注，被称为第四代照明光源。而应用于白光LED的稀土离子掺杂的氟氧化物玻璃的研究也越来越受到人们的重视，因为其具有发光均匀、热稳定性好、封装过程简单、无需环氧树脂等优点。此外，贵金属(如Au、Ag)可以显著地提高光功能玻璃中稀土离子的发光效率，对于贵金属与稀土离子共掺杂的研究显示出了巨大的应用前景。本文采用熔融淬冷法制备出可用于白光LED的Ag和稀土离子(包括Eu3+，Sm3+，Dy3+，Tb3+)共掺杂的氟氧化物玻璃并研究其光谱特性与能量传递过程。
本文的研究内容如下:
1、Ag和Eu3+共同掺杂的氟氧化物白光玻璃:
硅酸玻璃基质:按40SiO2-25Al2O3-15LaF2-19Na2CO3组分制备出透明的Ag和Eu共掺的氟氧化物玻璃。通过吸收光谱、激发光谱和发射光谱、寿命测试以及时间分辨光谱系统地研究了发光中心的类型、白光的来源和荧光的增强机理。结果指出明亮的白光(色坐标值为X=0.323，Y=0.320)是由Eu2+(蓝色)，ML-Ag(非常小且类似于分子的Ag颗粒，绿色)以及Eu3+的5D(0)-7FJ跃迁（红色）组成。因此，Ag和Eu共掺的氟氧化物玻璃可以为设计和制造紫外LED芯片用的新型荧光粉提供了新的平台。
硼酸玻璃基质:在较低的温度下(1000℃)，通过熔融淬冷法，按80H3BO3和20BaF2组分制备出透明的Ag和Eu3+共掺的氟氧化物玻璃。由吸收光谱、激发光谱和发射光谱以及寿命测试描绘其荧光性质。结合Eu3+的红光，ML-Ag的绿光和Ag+的蓝光，能得到较好的白光(X=0.373，Y=0.334)。在非共振紫外光(310-370 nm)激发下，Eu3+的发光增强60倍。结果表明，Ag和Eu3+共掺的硼酸盐玻璃可以应用于白光LED。
2、Ag和Dy3+，Sm3+，Tb3+共同掺杂的氟氧化物白光玻璃:
按68 SiO2-13K2CO3-15BaF2-3 La2O3-1REF3(RE为稀土离子)组分制备了透明的Ag和稀土离子共掺的玻璃。通过吸收光谱、激发光谱和发射光谱以及寿命测试研究了新的激发带(255 nm)和发射带(350 nm)的发光中心类型，得出这些新的激发带和发射带是来自于Ag+的结论。因为Ag+到稀土离子的能量传递使得在非共振紫外激发下，稀土离子的发光明显增强(Sm3+增强了76倍，Dy3+增强了41倍)。而结合Ag+的蓝光(300-400 nm)，Tb3+的绿光(543 nm)和Sm3+的红光(601 nm)实现了很好的白光。
白光发光二极管;稀土离子掺杂;氟氧化物玻璃;ML-Ag颗粒;能量传递;光谱特性
浙江师范大学
硕士
凝聚态物理
郭海
2012
中文
TQ171.734;TM923.34
52
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）