白光LED用钼（钨）酸盐荧光粉的制备与发光性能研究
时至今日，白光LED由于长寿命、节能、高效、易组装等优点而被广泛应用到很多领域中如背光源、汽车头灯以及普通照明，被誉为第四代照明绿色光源。白光LED实现的最成熟方式是荧光粉转换方法，即在LED芯片周围包覆荧光粉。因而白光LED用荧光粉的性能和制备越来越受人们的重视。本文采用高温固相法制备可用于白光LED的荧光粉即可被近紫外或蓝光有效激发的荧光粉体系，并研究其晶体结构与光谱特性。本文的主要内容包括: (1)采用高温固相法合成了新型红色荧光粉系列La2-xMoO6∶ xEu3+(x=0.07，0.10，0.15，0.30，0.45，0.60，0.80)，经过XRD测试分析发现，其样品的XRD衍射峰与La2MoO6标准卡片JCPDS24-0550基本吻合，为纯相的四方晶系(γ)，晶格参数a=b=4.097(A)，c=16.010(A)，空间群为I-42m(121)。此外，当Eu3+离子掺杂浓度x≤0.30时，样品的衍射峰强而尖锐，具有很好的结晶度，有利于发光;但当x＞0.30时，样品的衍射峰变宽且强度下降，还出现微量杂质相Eu2MoO6(JCPDS24-0417，单斜晶系)。以621 nm为监控波长测试样品La2-xMoO6∶ xEu3+的激发光谱，发现各样品激发峰的位置及峰型非常相似，只是强度有所不同，都有两部分组成，一是峰值位于315 nm的宽带峰，二是由Eu3+离子f-f跃迁产生的特征线状尖锐的激发峰，以394 nm、466 nm两处的激发峰为主，且强度远强于宽带峰，适合用于近紫外(350 nm～410 nm)或蓝光激发。当用466 nm激发样品La2-xMoO6∶ xEu3+时，发射光谱由一组线状峰组成，为Eu3+离子的特征发射峰，分别为580 nm(5D0→7F0)，595 nm(5D0→7F1),614 nm(5D0→7F2),621 nm(5D0→7F2),656 nm(5D0→7F3),697 nm(5D0→7F4)，其中5D0→7F2跃迁发射峰强度远大于其他发射峰。且当Eu3+掺杂浓度x=0.30时样品发光强度达到最大值，随着Eu3+离子掺杂浓度的进一步增大，会出现浓度猝灭现象，是由电多极-电多极相互作用造成的。另外，用W6+部分取代Mo6+，能显著提高样品发光强度，可能是少量的W6+取代Mo6+改善了发光中心Eu3+的晶体场环境以及阻隔了MoO6之间的能量转移过程造成的。一言以蔽之，这种新型的钼酸盐基质红色荧光粉La2Mo(W)O6∶ Eu3+可用做近紫外光或蓝光激发的白光LED用红色荧光粉。 (2)通过高温固相法合成系列Ba2Zn1-xEuxWO6(x=0.01，0.02，0.03，0.04，0.05)橙红色荧光粉。经过XRD测试分析，发现其晶相较纯，为双钙钛矿结构，属于立方晶系，与Ba2ZnWO6标准卡片(JCPDF73-0134)相匹配，少量的Eu3+掺杂并没有引起基质晶格结构的畸变。以597 nm为监控波长，测试样品的激发光谱，发现在250～350 nm之间有一个强的宽带激发峰，其主峰中心位于310 nm附近，属于WO6基团中的O2-→W6+之间的电荷跃迁;此外，位于350～500nm范围内存在强度相对很弱的一系列的窄带激发峰，属于Eu3+离子的f-f跃迁特征跃迁峰。利用310 nm波长激发系列样品，样品发射出橙红色的光，主发射峰位于597 nm，且其发光强度在掺杂浓度为x=0.03达到最大。由于上述制得的系列荧光粉不适用于近紫外激发，故引入Mo6+部分替代W6+，合成系列样品Ba2Zn0.07Eu0.03MoyW1-yO6(y=0，0.20，0.30，0.40，0.60，0.80)，经过研究发现其电荷迁移带的范围已得到拓宽，电荷迁移带主峰红移至380 nm处，适用于近紫外LED芯片激发，但发光强度有所下降。 (3)采用高温固相法合成了系列CaY2-x(MoO4)4∶ xTb3+(x=0.05，0.10，0.30，0.45，0.60，1.00)绿色荧光粉，并对其进行了XRD测试与荧光光谱测试。XRD结果表明:在950℃烧结温度下，样品的主衍射峰与标准卡片CaMoO4(JCPDF No.29-0351)一一对应，为四方晶系的类白钨矿(Scheelite-like)结构，呈现良好的结晶性能，少量的掺杂几乎没有对基质结构造成影响。以545 nm作为监控波长测试了系列样品CaY2-x(MoO4)4∶ xTb3+的激发光谱，发现位于486 nm处的锐线峰明显强于宽带峰和其他的锐线峰，且其电荷迁移带位置会随着掺杂Tb+浓度的增加而出现蓝移现象。当用486 nm波长激发该系列样品时，发射出强烈的绿光，主发射峰位于545 nm，归属为5D4→7F5跃迁。另外，随着掺杂Tb3+离子浓度的增加，绿光的发光强度先增大后减小，出现浓度猝灭现象，最佳掺杂浓度为x=0.45。
白光LED;荧光粉;高温固相法;发光性能
广东工业大学
硕士
材料物理与化学
刘晓华
2014
中文
TM923.34;TM923.04
54
2014-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）